• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2009년도 하계학술대회 논문집
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• pp.158-158
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• 2009

기계적 에너지를 전기적 에너지로 변환하는 에너지 변환소자인 압전 세라믹스는 액추에이터, 변압기, 초음파모터 및 각종 센서로 응용되고 있으며, 그 응용분야는 크게 증가하고 있다. 최근에는 이러한 압전 소자를 앞으로 도래하는 ubiquitous, 무선 모바일 시대의 휴대용 전자제품, robotics 등의 분야에 적용하기 위하여 소형화 및 경량화를 구현하고자 다양한 연구가 진행되고 있다. 본 연구에서는 압전 특성이 우수한 PNN-PMN-PZT 삼원계 세라믹을 이용하여 압전 트랜스포머를 제작하고 전기적 특성을 평가하였다. 압전트랜스포머는 전왜-압전효과를 이용한 소전력용 고전압발생소자로서 종래의 권선형 트랜스포머에 비교해서 소형, 경량이면서 승압비가 높고 구조가 간단하므로 직류 고전압전원에 응용되고 있다. 압전트랜스의 이론적인 고찰은 Rosen 이후로 많은 연구자들에 의해서 보고되었다. 그런데 압전세라믹트랜스는 공진 시 강력한 에너지변환을 하기 때문에 재료의 물리적 특성이 매우 중요함에도 불구하고, 이러한 물리적 특성에 관한 연구는 거의 없었다. 따라서 본 연구에서는 물리적 특성과 전기적 특성의 상호 연관성을 고찰하고자 하였다. 압전트랜스용 재료는 전기기계결합계수($k_p$)와 기계적품질계수(Qm)가 높아야 한다. 전기기계결합계수를 높이기 위해서는 상경계 조성의 Pb(Zr,Ti)$O_3$[PZT]계 세라믹스가 가장 우수하다. 본 연구에서는 기계적 품질계수를 향상시키기 위해서 $Pb(Nn_{1/3}Nb_{2/3})_{0.06+x}(Mn_{1/3}Nb_{2/3})_{0.065-x}(Zr_{0.48}Ti_{0.52})_{0.875}0_3$계의 조성을 설계하여 압전특성을 평가하고 미세구조를 분석하였다. 또한 압전트랜스를 제작하여 입출력의 승압비 및 주파수 특성 등도 평가하였다.

• E2M - 전기 전자와 첨단 소재
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• 제2권2호
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• pp.143-151
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• 1989

본 논문은 압전 세라믹스 재료를 사용한 장방형 압전 변압기의 승압특성에 관한 연구이다. 승압기구 분석을 위하여 진동모드에 따른 주파수 Spectrum을 구동부측곽 발전부측에 대해 각각 조사하였다. 시편구조(전극길이, 두께, 폭)에 따른 진동상태와 승압비를 평가하고 압전 변압기로써 가져야 될 최적조건을 제시하였다. 또한 부하저항에 병렬로 연결된 등가손실저항과 발전부 공진임피던스 사이의 관련성을 검토하였다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2004년도 춘계학술대회 논문요약집
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• pp.153-153
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• 2004

반도체 공정과 같은 정밀 위치제어가 요구되는 분야에서 높은 해상도와 큰 구동 거리를 가지는 정밀 스테이지의 수요가 점차 증가하고 있다. 압전 액추에이터에 의해 구동이 되는 정밀 스테이지는 이와 같은 용도에 적합한 것으로 여겨지고 있고, 이에 대한 연구가 많이 이루어지고 있다. 본 연구에서는 압전 액추에이터로 구동하는 2축 정밀 스테이지가 연구 대상이다. 요구되는 스테이지 변위가 커서 압전 액추에이터의 변위만으로 원하는 변위를 얻을 수 없으므로, 유연힌지가 포함된 레버구조를 이용하여 최초 변위를 3 배 이상으로 확대시키는 구조로 되어있다.(중략)

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 1999년도 제16회 학술발표회 논문개요집
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• pp.100-100
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• 1999

• 한국음향학회:학술대회논문집
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• 한국음향학회 1999년도 학술발표대회 논문집 제18권 2호
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• pp.257-260
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• 1999

본 연구에서는 압전형 쇄석기에 의한 충격파 조사시에 초점위치 및 파쇄정도에 따른 파쇄대상물의 진동과 그 때 들려오는 방사음과의 관계에 대하여 검토해 본 시뮬레이션 결과를 제시한다. 아울러 동일한 실험을 파쇄가능한 대상물에 시행하여 진동과 파쇄효율과의 관계에 대해서도 실험적으로 검토한다. 최종적으로 압전형 쇄석기로 충격파를 대상물에 조사할 때, 충격시의 방사음과 대상물의 진동 및 그것에 따른 파쇄효율의 전체적인 상관성에 대하여 고찰한다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2009년도 추계학술대회 논문집
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• pp.101-101
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• 2009

압전 세라믹스는 진동, 변형, 압력 등의 기계적 에너지를 전기적 에너지로 혹은 전기적 에너지를 기계적 에너지로 변환시키는 소자로서의 기능을 가지며 조성의 개선 및 제조 기술의 진보가 계속되어 큰 관심을 받고 있다. 최근 audio의 고급화 및 자동차, 평면 TV, 고성능 통신기기, 디지털방송, 홈시어터 등 스피커의 성능이 크게 부각되면서 대기업에서부터 중소기업에 이르기까지 고성능 스피커의 개발에 박차를 가하고 있다. 압전 세라믹을 이용하여 음압을 변조하는 압전 스피커는 디스크 형상의 압전 프레이트를 단층 또는 다층으로 형성하여 기존의 마그네틱 스피커와는 차별되는 형태를 가진 스피커로서 응용하는 것이다. PSN-PZT계 조성을 개발하여 $d_{33}$, 전기기계결합계수($k_p$), 온도안정성 및 내구성 향상 및 특성향상을 위한 입경 조절 및 공정을 연구하고자 한다. 디스크 형태의 압전 세라믹을 이용하여 2, 3, 4 layer 이상의 멀티레이어 시편을 제작하였고, 여러 시편에서 크기 및 형상, 접합 방법 등에 따른 특성을 최적화하여 스피커의 특성을 향상 시키고자 한다.

• 기계저널
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• 제29권2호
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• pp.175-183
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• 1989

오늘날 널리 연구되고 있고 공학자들에게 많은 관심을 끌고있는 압전 세라믹(ceramic)을 이용 하여 자연계에서 일어나는 각종 진동현상을 측정하고 해석하기 위한 센서(sensor)의 설계, 제작은 이미 선진국에서도 보편화된지 오래이다. 특히 압전형 가속도계(piezo type accelerometer)는 진동의 절대 측정에 가장 유용한 센서로 널리 알려져 있다. (1) 아주 넓은 사용 주파수 범위 (2) 넓은 동적범위(dynamic range)에 걸친 뛰어난 선형성(linearity) (3) 측정된 가속도 신호를 전기적으로 적분하여 속도와 변위에 대한 자료 제공 용이 (4) 높은 정확성 (5) 자발 전(self-generating)이므로 외부 전원 공급이 불필요 (6) 수명과 뛰어난 내구성 (7) 작은 크기와 가벼운 무게 등이다. 현재 기계 구조물 진동 측정에 이용되고 있는 스트레인 게이지 형(strain gage-type)의 가속도계는 감도가 좋고 저주파 진동 측정에는 편리한 반면 충격이나 높은 주파수 전동 측정에는 적합하지 않으며 내부 구조가 다소 복잡하다(2). 반면에 압전형 가 속도계는 압전 소자와 관성 질량의 조합 설계로서 저주파 진동 측정에 적합한 고감도의 가속도 계와, 감도는 떨어지나 아주 높은 주파수 범위의 진동까지 측정이 가능한 가속도계를 손쉽게 설계, 제작할 수 있다. 본 글에서는 선진국에 비해 낙후된 국내의 센서 설계, 제작 기술을 고 양시키고자 최근 한국과학기술원에서 시도된 압전형 가속도계의 개발 연구 사례를 중심으로 설계 및 제작시 고려 사항과 보정 문제를 소개하고자 한다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제43회 하계 정기 학술대회 초록집
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• pp.131-131
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• 2012

압전재료는 그 특성상 항공우주분야에서 활용범위가 넓어지고 있는데, 특히 진동제어 분야에 널리 이용되고 있다. 최근에는 위성카메라의 영상 품질개선을 위한 구동기(actuator) 연구도 진행 중이다. 그러나 위성체가 작동하는 우주환경인 고진공상태에서는 각 부품에서 발생할 수 있는 outgassing으로 인해 위성체가 오염되어 위성임무 실패를 초래할 수도 있다. 따라서 지상에서 위성체 부품에 대해 고온($60^{\circ}C$)과 고진공(5.0 E-03 Pa 이하)의 상태를 모사하여 오염물질을 제거함으로써 outgassing 발생을 막고, 오염근원을 검출할 수 있는 bacuum bake-out 시험이 필요수적이다. 압전체의 위성부품 활용성 연구를 위하여 bake-out 챔버를 이용하여 오염측정에 관한 연구를 수행하였다. Vacuum bake-out 시험시에는 TQCM을 사용하여 발생하는 오염물질의 방출률을 측정한다. 아울러, 압전체에 대한 시험 전후의 압전특성을 비교 분석하여 진공 및 온도 환경하에서의 특성 변화를 관찰하였다.

• Composites Research
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• 제27권4호
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• pp.141-145
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• 2014

본 논문은 충격 센서로써 압전 페인트 센서를 사용해 구조물 건전성 모니터링을 수행하였다. 본 연구에 적용된 압전 페인트는 페인트 형태의 압전 재료로 물체에 얇게 코팅할 수 있고, 추가적인 외부 전원 필요 없이 충격 센서로 사용할 수 있다는 장점을 지닌다. 본 논문에서는 복합재 시편에 압전 페인트 센서를 네 부분으로 구분하여 도포한 후 충격 실험을 수행하였다. 압전 페인트 센서의 감도는 충격 힘에 따른 출력 전압을 측정하여 구하였고, 감도 측정과 더불어, 시편에 충격이 가해진 경우 압전 페인트 센서의 출력 신호를 비교하여 충격 위치도 추정하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제32권3호
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• pp.37-44
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• 2004

본 논문에서는 압전재의 재료 비선형성을 고려한 경량 압전 복합재 작동기(LIPCA)의 성능 해석을 수행하였다. 성능 해석을 위해 9절점 쉘 요소 정식화에 바탕을 둔 압전 쉘 요소를 이용하였다. LIPCA의 작동 변위를 보다 정확히 예측하기 위하여, 실험을 통해 얻은 압전 변형률 함수와 증분 정식화를 추가하여 기존 선형 유한요소 프로그램을 수정하였다. 이렇게 개발된 재료 비선형 압전 옐 프로그램을 이용하여 LIPCA의 작동변위를 재 계산하였고, 재료 비선형 해석으로 얻은 작동 변위가 선형 해석으로 계산된 작동 변위 보다 측정 변위에 훨씬 근접함을 확인하였다.