BaTiO₃는 대표적인 강유전체로 널리 알려진 재료이다. 강유전 특성으로 인해 많은 분야에서 널리 응용되고 있으며, 특히 MLCC (multilayer ceramic capacitor)의 유전체 소재로 사용되고 있다. BaTiO₃ 유전체는 소결 공정에 의해서 제조되고 있으며, 유전 특성은 소결체의 결정 구조, 결정립 크기 및 상대 밀도 등의 미세조직 특성에 크게 영향을 받는다. BaTiO₃ 유전체의 미세조직은 소결 온도, 승온 속도 및 유지 시간 등에 의해 변화되며, 이에 따라 유전 특성 등이 변화하기 때문에 최적화된 소결 공정 조건을 도출하는 것은 매우 중요하다. 특히, 상온에서 BaTiO₃의 결정구조가 비대칭이며, 소결체의 상대 밀도가 높고 소결체의 결정립 크기가 1μm 이내에서 높은 유전율을 나타내고 있다.
본 연구에서는 BaTiO₃의 소결 공정에 따른 미세조직, 상대 밀도 및 그에 따른 유전율 등의 물성 변화를 알아보기 위해서 타겟 소결 온도가 하나인 one-step 소결 공정 및 타겟 온도가 2개인 two-step 소결 공정법을 적용하여 고순도 BaTiO₃ 소결체를 제조하였다. two-step 소결 공정은 단시간의 높은 소결 온도에서 결정립 성장 속도를 빠르게 한 후, 낮은 소결 온도에서 서서히 결정립을 성장시킴으로써 소결체의 상대 밀도 및 조대한 결정립 성장을 제어할 수 있다. 소결 온도 범위는 900℃ - 1200℃ 이며, 소결 시 100℃ 간격으로 소결 온도를 설정하였다. 2단 소결 공정의 경우 초기에 1200℃ 까지 승온 후 800℃ - 1100℃ 사이의 지정한 온도까지 낮추어 소결하였다. 초기 BaTiO₃ 분말은 XRD, BET 및 TEM 등을 통해서 결정 구조, 결정립 크기 및 분포, 분말 기공 등을 분석하였으며, 소결 공정에 의해 제조된 소결체의 미세조직 관찰 및 분석의 결과 2단 소결로 제조한 소결체에서는 2번째 단계 소결 온도가 감소할수록 입성장이 제어되었으며, 향상된 유전 특성을 나타내었다.