• Title/Summary/Keyword: 압전 특성

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Study of Piezoelectric Nanogenerator by using Nanoimprinted Electrode and Zinc Oxide Nanowires (나노 임프린트 전극 구조체와 산화아연 나노와이어를 이용한 압전 소자 연구)

  • Eom, Hyeon-Jin;Jeong, Jun-Ho;Park, In-Gyu
    • Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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    • 2015.11a
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    • pp.301-302
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    • 2015
  • 고 기계적 특성을 가지는 나노 임프린트 전극 구조체를 전극으로 이용하여 산화아연 나노와이어를 습식 도금하여 성장시키고, 열전 소자 특성을 분석하였다. 나노선 어레이 형상을 가진 몰드와 열 임프린트 방식을 이용하여 폴리머 기판 표면위에 나노선 어레이 형상을 임프린트 하고, 열 증착 방식으로 금속 박막을 올려 폴리머 기판-금속 간 높은 접합력을 가지는 금속 전극을 형성하였다. 나노 임프린트 전극 구조체를 음극으로 하여 산화아연 나노와이어를 전극 위에 도금하고, 열증착 방식으로 상부 전극을 형성하여 최종적으로 압전 소자를 제조하여, 습식으로만 형성된 산화아연 나노와이어 다발의 압전 특성을 확인하였다.

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Piezoelectric characteristics of PZT-PFN and $Cr_2O_3$ modified PZT-PFN ceramics used in high power transducer (고출력 변환기용 PZT-PFN계 및 $Cr_2O_3$ 변성 PZT-PFN계의 압전특성)

  • 손은영;박창엽;홍재일
    • Electrical & Electronic Materials
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    • v.3 no.4
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    • pp.279-286
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    • 1990
  • 고출력 변환기재료로 이용하기 위하여 유전손실에 기인한 압전 특성의 열화를 방지할 수 있는 큐리점이 비교적 높은 Pb$_{2}$FeNbO$_{6}$의 제3성분을 PZT에 고용한 고용체에서 양호한 압전특성을 갖는 조성을 찾고, 기계적 품질계수를 개선하고자 Cr$_{2}$O$_{3}$를 첨가한 변성 3성분계에 대하여 조사하였다. 그 결과, 전기기계결합계수가 가장 큰 조성은 0.05Pb(FeNb)O$_{3}$-0.4275PbTiO$_{3}$-0.5225 PbZrO$_{3}$이었으며 이조성의 기계적 품질계수, 상전이점은 170, 399.deg.C이었으며 이조성에 0.1wt% Cr$_{2}$O$_{3}$첨가한 변성 3성분계의 기계적 품질계수는 320으로 개선되었다.

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Radiation Impedance and Directional characteristics of Piezoelectric Cylinder Transducer for Various Mechanical Boundary Conditions. (기계적 경계조건에 대한 원통형 압전 변환기의 방사임피던스 및 지향특성변화)

  • 윤종락
    • Proceedings of the Acoustical Society of Korea Conference
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    • 1992.06a
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    • pp.91-95
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    • 1992
  • 개영역(open boundary) 내의 변환기에 대한 음장 특성은 경계 조건이 좌표계와 정합되는 특수한 경우 헤름홀쯔 방정식풀이로 그렇지 않은 복잡한 형태의 음장에 대해서는 경계적분법이나 근사해법으로 얻어진다. 그러나 최근 이러한 문제들은 발달된 컴퓨터의 계산능력으로 유한요소법이나 경계요소법을 이용한 수치해법으로 해결되고 있다. 본 연구에서는 경계조건 변화에 따른 원통형 압전변환기의 방사임피던스 및 지향특성을 유한요소법 및 하이브리드형 무한요소법을 이용하여 구하고 기존의 해석적 결과와 비교하여 수중용 변환기 제작의 설계에 대한 기초자료를 제공하고자 한다.

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자기변형 소자와 그 응용

  • 백창욱;김병호;김용권
    • 전기의세계
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    • v.42 no.9
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    • pp.38-45
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    • 1993
  • 자기변형소자는 압전소자에 비해 변위가 크고, 발생력이 크다는 장점으로 인해 압전소자를 대치할 소자로 기대된다. 하지만 자기변형소자가 주목받기 시작한지 얼마되지 않았기 때문에 실제 응용에 있어서 문제점이 완벽하게 해결된 상태는 아니다. 본문에서도 언급했듯이 높은 주파수에서 동작할때 와전류로 인한 특성의 저하, 구동하는데 많은 전류를 흘려야 하기 때문에 발생하는 열에 의한 변위의 변화 등의 문제는 실제 응용시 꼭 해결해야할 것들이다. 국내에서는 자기변형소자에 대한 연구가 전무한 상태이므로 특정한 분야의 응용에 앞서 소자 자체의 특성에 대한 심도있는 연구가 선행되어야 할 것이다. 자기변형소자의 특성에 대한 축적된 빠른 시간내에 자기변형소자를 이용한 좋은 응용이 나오기를 기대할 수 있을 것이다.

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PERFORMANCE ANALYSIS OF ULTRASONIC TRANSDUCERS ; SIMULATION AND EXPERIMENTS (시뮬레이션과 실험에 의한 초음파 transducer의 성능 해석)

  • 이병호
    • Proceedings of the Acoustical Society of Korea Conference
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    • 1985.10a
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    • pp.23-26
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    • 1985
  • 압전형 초음파 변화자의 특성을 압전체, matching layer, backing, 매질, tuning 및 구동 회로를 고려하여 해석하였다. 압전체는 KLM 모델을 이용하였고 모델변수를 실험적으로 추정하여 시뮬레이션에 대입하였다. 실험적인 RTIL(Round Trip Insertion Loss)은 면반사(plane reflection)에 대한 pulse-echo를 측정하여 계산되었으며, 이론치와 비교할 때 6-dB 주파수 대역내에서 2-dB 이하의 오차가 관찰되었다.

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A Study on Piezoelectric Hydrophone with Noise Factor Consideration (잡음지수를 고려한 압전형 하이드로폰에 관한 연구)

  • 김형동;성굉모
    • The Journal of the Acoustical Society of Korea
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    • v.5 no.1
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    • pp.3-10
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    • 1986
  • 원통형 압전세라믹을 이용하여 2종류의 하이드로폰을 제작한 결과를 제시하고 있다.한 종류는 방사선 방향으로 단일 분극화된 압전소자의 양 끝을 금속캡으로 밀폐하여 제작되었고, 다른 종류는 신 호대 잡음비를 높이기 위해 원통형 소자의 전극을 4부분으로 나누어 교번 분극화하여 유기된 전압이 합 해지도록 제작하였다. 특성을 측정한 결과, 4- 교번 분극화된 하이드로폰이 단일 분극화된 경우보다 40Hz~1000Hz 주파수 범위에서 전기적 잡음 등가음 압이 평균 10dB정도 낮아지게 되어 그 성능이 향상 되었다.

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Optimal Design of Piezoelectric transformer for High Efficiency and High Power density (고효율 고전력 밀도 압전 변압기의 최적 설계)

  • Seo, Jung-Moo;Joo, Hyun-Woo;Jung, Hyun-Kyo
    • Proceedings of the KIEE Conference
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    • 2004.04a
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    • pp.46-48
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    • 2004
  • 본 논문에서는 유한 요소법과 등가회로법을 이용하여 윤곽 진동형 압전 변압기의 특성을 해석하였으며 이를 통해 얻어진 결과를 기반으로 매칭 임피던스와 전기 및 기계적 결합 계수를 계산하였다. 전력 소자로서 사용되는 압전 변압기는 부하 등 특정 목적에 부합하는 정확한 설계가 필요하기 때문에 다중 목적 함수를 갖는 진화 전략을 이용하여 형상 최적화를 수행하였다.

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Effect of External Electric Field on the Isothermal Crystallization of Poly(ethylene Oxide) (외부 전장이 Poly(ethylene Oxide)의 등온결정화에 미치는 영향)

  • 김영호;최재원;김갑진
    • Proceedings of the Korean Fiber Society Conference
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    • 2001.10a
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    • pp.271-274
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    • 2001
  • 최근 압전성 및 유전성, 비선형 광학전도성 등과 같은 특성을 갖는 전기전자 및 광기능성 고분자에 대한 연구가 많이 이루어지고 있다[1-2]. 그 중에서 압전 및 초전성을 나타내는 대표적 유기 고분자인 poly(vinylidene fluoride)(PVDF)의 경우 압전성을 향상시키기 위하여 vinylidene. fluoride(VDF)나 vinyl fluoride(VF), trifluoroethylene(TrFE) 등과 공중합시킨 고분자들에 대한 연구가 활발히 진행되어 왔다[3-4]. (중략)

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Low Temperature Sintering and Piezoelectric Properties of $Al_2O_3$, CuO and $MnO_2$ Added $Pb(Zr_xTi_{1-x})O_3-Pb(Zn_{1/3}Nb_{2/3})O_3-Pb(Ni_{1/3}Nb_{2/3})O_3$ Ceramics ($Al_2O_3$, CuO와 $MnO_2$가 첨가된 $Pb(Zr_xTi_{1-x})O_3-Pb(Zn_{1/3}Nb_{2/3})O_3-Pb(Ni_{1/3}Nb_{2/3})O_3$ 유전체의 저온 소결 및 압전 특성)

  • Ahn, Cheol-Woo;Park, Seung-Ho;Priya, Shashank;Uchino, Kenji;Song, Jae-Sung;Nahm, Sahn
    • Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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    • 2004.07a
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    • pp.138-141
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    • 2004
  • [ $MnO_2$ ]가 첨가된 $0.9Pb(Zr_{0.5}Ti_{0.5})O_3-0.2Pb[(Zn_{0.8}Ni_{0.2})_{1/3}Nb_{2/3}]O_3$(0.8PZT-0.2PZNN) 세라믹스는 그 압전특성과 유전특성이 뛰어나지만 $1000^{\circ}C$ 이하의 낮은 소결 온도에서는 소결되지 않는다. $1000^{\circ}C$이하의 낮은 소결온도에서 소결하기 위해 CuO를 첨가한 결과, 소결온도 $920^{\circ}C$에서 소결성은 우수하였으나 그 압전 특성의 저하가 두드러졌다. 이는 XRD에서 확인한 결과에 따르면 CuO의 첨가가 우수한 MPB 조성으로 판명된 $MnO_2$ 가 첨가된 0.8PZT-0.2PZNN 세라믹스의 결정구조를 Rhombohedral 구조로 바꾸기 때문인 것으로 보였으며 이러한 문제는 PZNN의 비율을 조절하여 0.875PZT-0.125PZNN 세라믹스를 선택함으로 인해 해결할 수 있었다. 그러나 여전히 낮은 $Q_m$값을 높이기 위해서 $Al_2O_3$를 첨가하였고 그 결과 시편의 tetragonality 감소와 $Q_m$값의 증가를 확인할 수 있었으나 그 첨가량이 0.2wt% 이상일 경우에는 밀도의 감소로 인한 압전특성의 저하가 나타났다. 밀도의 향상을 위해 Zn and Ni excess 조성을 선택하였고 그 결과 0.5wt% $MnO_2$와 0.2wt% CuO 그리고 0.3wt% $Al_2O_3$를 첨가한 0.875PZT-0.125PZNN 세라믹스(Zn and Ni excess 조성)를 $920^{\circ}C$에서 소결한 경우 $k_p=0.581,\;Q_m=809,\;d_{33}=345\;pC/N\;and\;{\varepsilon}_{33}/{\varepsilon}_0=1345$의 빼어난 압전 및 유전특성과 $330^{\circ}C$의 높은 $T_c$를 보였고 그 조성의 vibration velocity는 약4.5 m/s로 나타났다.

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Analysis and verification of the characteristic of a compact free-flooded ring transducer made of single crystals (압전단결정을 이용한 소형 free-flooded ring 트랜스듀서의 성능 특성 예측 및 검증)

  • Im, Jongbeom;Yoon, Hongwoo;Kwon, Byungjin;Kim, Kyungseop;Lee, Jeongmin
    • The Journal of the Acoustical Society of Korea
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    • v.41 no.3
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    • pp.278-286
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    • 2022
  • In this study, a 33-mode Free-Flooded Ring (FFR) transducer was designed to apply piezoelectric single crystal PIN-PMN-PT, which has high piezoelectric constants and electromechanical coupling coefficient. To ensure low-frequency high transmitting sensitivity characteristics with a small size of FFR transducer, the commercial FFR transducer based on piezoelectric ceramics was compared. To develop the FFR transducer with broadband characteristics, a piezoelectric segmented ring structure inserted with inactive elements was applied. The oil-filled structure was applied to minimize the change of acoustic characteristics of the ring transducer. It was verified that the transmitting voltage response, underwater impedance, and beam pattern matched the finite element numerical simulation results well through an acoustic test. The difference in the transmitting voltage response between the measured and the simulated results is about 1.3 dB in cavity mode and about 0.3 dB in radial mode. The fabricated FFR transducer had a higher transmitting voltage response compared to the commercial transducer, but the diameter was reduced by about 17 %. From this study, it was confirmed that the feasibility of a single crystal-applied FFR transducer with compact size and high-power characteristics. The effectiveness of the performance prediction by simulation was also confirmed.