In titania-excess barium titanate systems, grains have polyhedral shape with atomically flat interfaces. Because of their flat interfaces, it is predicted that their growth rates are depending on by nucleation steps in their interfaces. In previous researches, flat interface’s migration can be promoted by defects, i.e. twin lamella in Barium titanate and dislocation in strontium titanate, since defects give easy nucleation sites for boundary migration. But the critical condition for the promotion of boundary migration by the dislocation is not clear. For Barium titanate systems it was introduced that stepwise sintering can suppress abnormal grain growth and control the liquid phase distribution.
In the present investigation, we studied the effect of existence of liquid phase and distribution of liquid phase for the promotion of the single crystal growth in powder compact. The technique that consists of stepwise sintering controls the liquid phase distribution and driving force for the single crystal growth. Density of dislocation is controlled by mechano-chemical polising. Without liquid phase effect, single crystal planes that have higher dislocation density grow faster. However, In the case of higher driving force for the single crystal growth than the critical driving force for abnormal grain growth, promotion of the single crystal growth rate by dislocations is negligible.
$BaTiO_3$ 는 페롭스카이트 구조를 갖는 강유전체 재료로 비교적 넓은 영역에서 화학적 안정성과 높은 유전상수를 갖고 있으며 제조가 용이하다. 이에 따라 유전소자, 압전소자, 적층축전소자, 입계절연형 축전소자(Boundary Layer Capacitor, BLC) 등으로 널리 이용되고 있으며[1-3], 주게 첨가물을 첨가한 경우에 Curie온도에서의 저항의 정온도계수(Positive Temperature Coefficient, PTC) 효과를 이용한 thermistor로의 응용도 활발하다[4-5]. $BaTiO_3$ 는 미세구조에 따라 전기적 특성이 크게 변화한다. 미세구조는 입자성장양상에 따라 크게 변화하며, 특히 비정상입자성장이 일어나면 입자크기는 이중분포를 보이며 평균입자크기는 크게 증가한다. $BaTiO_3$ 계에서 비정상입자성장이 일어나면 전기적 특성이 나빠지므로 $BaTiO_3$ 의 응용시에는 소결변수와 첨가제를 이용하여 응용분야에 적합하게 미세구조를 제어하여야 한다. $BaTiO_3$ 가 고유전율 소재로 사용되는 경우에는 유전율의 온도안정성을 높이기 위해 입성장을 억제하는 첨가물인 $ZrO_2$, $Dy_2O_3$, $Nb_2O_5$ 등을 첨가한다[6-8]. 순수한 $BaTiO_3$ 는 저항이 높은 유전체이므로 PTCR소자로 이용하기 위해서는 $Nb_2O_5$, $Sb_2O_5$, $Bi_2O_3$, $La_2O_3$ 등의 주게 첨가제를 첨가하여 반도체로 만들어 주고 입자크기를 2∼3μm정도로 균일하게 조절하여야 한다
