자석압핀 등에 다양하게 이용
- 플라스틱 본드 자석
· 플라스틱과 혼합하여 고체화 시킨 것
· 성형하기 쉽고 잘 깨지지 않음
- 고무자석
· 페라이트 자석의 분말을 고무와 섞은 것
· 냉장고 문의 패킹에 사용
2) 소프트 페라이트
① 망간-아연계 페라이트
- 특징
· 초기투자율(初期透磁率)이 크고 포화자속밀도도 큼
· 고유전기저항이 작기 때문에 고주파 코일의 자심(磁芯)으로 쓸 경우 손 실이 커짐 주파수가 커질수록 와전류손실 증가
· VTR의 녹화녹음재생헤드, TV수상기 브라운관의 편향코일의 코어, 고압전원의 플라이 백(fly back)변압기의 코어, 스위칭(switching) 전 원의 변압기용 코어 및 펄스 변압기의 코어 등에 널리 사용
② 니켈-아연계 페라이트
- 특징
· 초기투자율과 포화자속밀도는 작은 편이나 고유전기저항이 큼
· 저주파에서 손실이 큰 대신 고주파가 되더라도 손실이 그리 크지 않음
· 중파 라디오용의 바 안테나와 코일, 고주파 변압기의 코어, 중간주파변 압기의 코어로 이용
3) 중간하드 페라이트(자기기록용)
자기를 기록용으로 사용하는 자성체는 소프트와 하드의 중가성질 페라이트를 이용한다.
① 바륨계 페라이트(BaO-6Fe2O3)
- 특징
· 원상태로는 보자력이 지나치게 강하여 원료에 세라믹스 특유의 치환법 을 써서 철이온의 일부를 코발트, 티탄으로 치환하고 보자력을 조절함
· 미립자는 지름 0.1㎛이하인 얼룩이 적은 미세한 분말상태이고 철이온의 치환이 쉬운 특징을 가짐
· 테이프 면에 분말을 펴서 붙이면 자화는 수직방향이 되므로 수직기록방 식에 알맞음
6. 투광성 세라믹스
1) 투광성 산화알루미늄 세라믹스
- 제조법: 고순도의 산화알루미늄 분말에 미량의 산화마그네슘 분말을 가 하여 진공 속 또는 수소기체 속에서 소결
- 특징
· 고온에 강한 적외선을 통과시키는 창재(窓材)로 센서에 이용
· 고압 나트륨 램프의 관재(管材)로 널리 사용
2) PLZT 세라믹스
- 제조법: PZT에 미량의 란탄을 첨가하여 제조
- 특징
· 압전성에 투광성도 가지게 됨
· 예의 하나인 광전셔터는 기계적 셔터와 달리 순간적으로 작동하므로 용 접보호안경이나 입체 TV용으로 이용
7. 센서 세라믹스
1) 초전체 세라믹스 적외선 센서
· 초전체 세라믹스로 티탄산납계, PZT계, 3성분계 등이 있음
· 주로 세라믹스 박판에 고온에서 고전압을 걸어 분극처리하여 사용
2) 세라믹스 습도 센서
다결정체 세라믹스의 입자면에 공기 중의 수분을 흡착시키고 그 때문에 생기는 전기저항의 감소를 알아내어 습도를 감지한다. 이 형의 센서는 교류전원을 써서 전류방향을 변화시키는 것이 필요하며 여기에는 공기 중의 수분을 물리적으로 흡착시키는 형과 세라믹스 조성중의 이온과 화학반응에 의해서 결합하는 형이 있다.
① 비가열형 습도센서
대표적인 것으로 산화아연계 세라믹스(ZnO-Li2O-V2O5-Cr2O3)가 있음
- 제조법: 얇은 세라믹스판 양면에 다공질이고 변질되지 않는 금전극을 가 열부탁하여 가는 백금-로듐의 도선을 용접
이 소자를 가는망의 창이 붙은 플라스틱 용기에 넣음
- 특징
· 다공질 세라믹스로 크롬산아연(ZnCr2O3)이 2~3㎛의 미세한 결정입자로 공기가 통하기 쉬움
· 먼지와 기름, 산, 알칼리 등이 공기와 함께 들어오므로 전극과 도선에 주의를 기울여야 함
② 가열형 습도센서
* MCT계 습도센서
- 제조법: MCT(MgCr2O3-TiO2)계 세라믹스를 고온에서 소결하여 다공질 세라 믹스로 만듬 양면에 산화루테늄(RuO2)을 다공질 상태로 붙여 전극을 만듬 (도선은 백금-로듐선 사용)
- 특징
· 본체를 히터로 둘러싼 형태
히터에 전류를 흘려 단시간 가열하여 세라믹스 표면에 붙은 불순물 을 분해해줌 (청소역할)
· 재활성용으로 히터를 가열해야하기 때문에 여분의 회로를 붙여야 함
* 산화지르코늄계 습도센서
- 제조법: 산화 지르코뮴에 안정제로 산화마그네슘을 가해 안정화 지르코 늄으로 만들어 사용함
- 특징
· 매우 민감
· 히터는 550℃ 이상으로 불순물을 태워 없애면서 작동하므로 계속사용 가능함
3) 세라믹스 가스센서
① 가스누출 경보센서
* 산화주석(SnO2)계 세라믹스
- 제조법: 알루미나를 혼합하여 저항치를 조절하고 족매작용용으로 미량의 염화팔라듐(PdCl2)을 첨가함(다공질 센서)
- 특징
· 일산화탄소, 메탄, 프로팜, 벤젠계등의 가연성 가스를 감지
· 최고감도의 온도는 300℃로 낮음
* 산화아연계 세라믹스
- 제조법: 촉매작용을 하는 백금을 약간 첨가함
- 특징
· 탄화수소에 민감하여 LP가스용 센서로 사용
· 최고감도 온도가 500℃로 높은편임
② 산소센서
- 제조법: 산화지르코늄의 작은통(끝이 막힌 연필 굵기와 비슷한 모양)의 안쪽과 바깥쪽에 각각 작은 구멍이 뚫린 다공성의 백금전극을 붙임
4) 관성항법의 자이로스코프 센서
* 자이로스코프
무거운 회전원판을 이중의 링으로 지지한 것이다.
본체의 회전판은 어느 방향으로든 자유롭게 향할 수 있는 것인데 일단 원판을 회전시키면 그 회전축방향은 회전을 시작할 때의 방향을 계속 유지하며 상하좌우로 기울여도 이중진발의 지지로 방향은 일정하다.
① 압전식 진동 자이로스코프
* 소리굽쇠형
- 제조법: 열팽창이 적은 엘린바합금으로 만든 소리굽쇠에 발진용의 직각 인면에 검출용인 압전 세라믹스판 2조를 붙여 진동을 시켜 제조
- 특징
· 코리올리힘이 정삼각주형이 훨씬 효율이 좋음
따라서 작은 회전각도 잘 검지되고 출력도 훨씬 큼
· 가공 정밀도 때문에 다소의 진동에 의한 영향이 출력됨
* 삼각주형
- 제조법: 열팽창이 적은 엘린바합금으로 만든 삼각형의 두 변에 있는 두 개의 검출소자 출력을 차동회로(差動回路)에 넣어서 합성함
- 특징
· 방향이 변하지 않는 동안은 좌우의 소자가 진동을 같은 레벨로 잡더라 도 차이가 0이 됨
· 정밀도가 높은 방위센서, 관성센서로 작동하므로 자동차의 항법, 차와 배, 로봇장치 등 움직이는 것의 미세제어에 이용
<그림13-1. 소리굽쇠형 압전 자이로스코프> <그림13-2. 삼각주형 압전진동 자이로스코프>
<참고문헌>
·이즈미 히로시 저,盧東외 1명 역, ‘電子세라믹스’, 韓國經濟新聞社