• Journal of the Korean Society for Nondestructive Testing
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• v.33 no.5
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• pp.452-458
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• 2013

Impedance based monitoring technique was investigated to evaluate the damage occurring in wind turbine blade. In this study, PVDF film piezo sensors were patched on the 10 kW wind turbine blade, and impedance was measured over the frequency range of 1~200 MHz under fatigue loading. With applying fatigue loads on the blade, change in maximum deflection of the blade and local strain values could be obtained from the strain gages attached on the blade, and difference of the impedance signatures was also observed. From these data, it could be found that local damage or geometrical change in the blade structure happened. To quantitatively compare the impedance signature patterns, a statistical algorithm, scalar damage metric M was used. It was calculated from the impedance signatures considering fatigue loads and location of the sensors. The metric values were compared to correlate the metrics with damage in the blade.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2007.11a
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• pp.346-346
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• 2007

압전세라믹 재료는 현재 압전 변압기, actuator, transducer, sensor, speaker 등에 광범위하게 이용이 되고 있다. 이 중에서 압전세라믹 소결체를 이용한 스피커의 제조는 가공이 까다롭고, 대형의 크기로 제작 시 소자가 깨지는 등의 많은 제약을 받고 있으며, 저음 특성이 떨어져 응용 범위가 한정되어 있다. 따라서 최근에는 이러한 단점을 극복하기 위하여 세라믹/고분자 복합체를 이용한 필름 스피커를 제작하고자 시도하고 있다. 이러한 세라믹/고분자 0-3형 압전 복합체를 이용할 경우, 제품의 경량화를 실현할 수 있고, 크기나 환경의 영향을 거의 받지 않으므로, 고기능성 스피커로의 응용에 적합할 것으로 보인다. 따라서 본 연구에서는 PZT계의 세라믹와 PVDF, PVDF-TrFE, Polyester, acrylic resin 등의 여러 고분자 물질과의 복합체를 제조하여 압전특성을 평가하였다. 본 실험은 먼저 $(Pb_{1-a-b}Ba_aCd_b)(Zr_xTi_{1-x})_{1-c-d}(Ni_{1/3}Nb_{2/3})_c(Zn_{1/3}Nb_{2/3})_dO_3$ (이하 PZT라 표기)의 최적화 조성을 선택하여, $1050^{\circ}C$에서 소결된 분말을 48시간 ball milling방법 로 약 $1{\mu}m$ 크기로 분쇄하였다. 고분자 물질들은 알맞은 용제들을 선택하여 녹였다. 그 다음 소결된 PZT분말과 고분자를 50:50, 60:40, 65:35, 70:30등의 무게 분율로 혼합하고, 분산제, 소포제 등을 첨가하여 3단 roll mill을 이용하여 충분히 분산시켜 페이스트 (Paste)를 제조하였다. 제조된 페이스트를 ITO가 코팅된 PET필름 위에 스크린 프린팅 법을 사용하여 인쇄하여 $120^{\circ}C$에서 5분간 건조하였다. 코팅된 복합체의 두께는 약 $80{\mu}m$ 정도로 측정되었다. Ag 페이스트를 이용한 상부 전극 형성에도 스크린 프린팅 법을 적용하였다. 이를 $120^{\circ}C$에서 4 kV/mm의 DC 전계로 분극 공정을 수행한 후 전기적 특성을 평가하였다. 유전특성을 조사하기 위해서 LCR meter (EDC-1620)를 사용하였고, 시편의 결정구조는 XRD (Rigaku; D/MAX-2500H)을 통해 분석하였으며, 전자현미경(SEM)을 이용하여 미세구조를 분석하였다. 압전 전하상수$(d_{33})$ 값은 APC 8000 모델을 이용하여 측정하였다. PZT의 혼합비가 증가할수록 비유전율 및 압전 전하 상수 등의 전기적 특성이 증가되었다. 또 여러 고분자 물질 중에서 PVDF-TrFE 수지가 가장 우수한 특성을 보였다. 이는 PVDF-TrFE 수지가 압전성을 나타내기 때문인 것으로 판단되었다.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2007.06a
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• pp.299-299
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• 2007

후막형 무기 EL (electro-luminescence) 소자는 제조공정이 간단하고, 얇고, 가볍고, 유연한 동의 많은 장점들 때문에 휴대폰의 키패드 (key-pad) 및 광고용 back-light용으로 사용되고 있다. 이 무기 EL 소자는 비교적 손쉬운 스크린 프린팅 (screen-printing) 법으로 대면적을 제작할 수 있지만, LED (light emitting diode) 등과 비교하여 밝기가 낮아서 그 응용 분야가 제한되고 있다. EL 소자의 형광층은 전면 전극과 후면 전극 사이에 위치한다. EL은 이 형광층에 고 전기장이 걸릴 때, 전기장에 의해 가속된 전자가 형광층 내부에 첨가된 발광 중심의 전자를 여기시키고, 여기된 전자가 다시 바닥상태로 완화될 때 빛이 방출되는 현상이다. 즉, EL 소자는 이러한 전자 발광 현상을 이용한 소자로서, 전압 인가 시 발광 면 전체가 균일하게 발팡하는 평면 광원이다. 이러한 EL 소자에서 휘도의 증가는 후면 전극과 형광층 사이에 삽입되는 유전체 층의 특성과 밀접한 연관성이 있다. 본 연구에서는 고휘도 무기 EL 소자를 제작하기 위하여 이 유전체 층의 특성과 소자의 성능 사이의 관계를 알아보고자 하였다. 유전체 층에 사용하기 위해서 $BaTiO_3$-PVDF (polyvinylidene fluoride)의 복합체 필름을 제조하였다. 먼저 이 복합체 필름을 스크린 프린팅 (screen printing) 법으로 코팅하기 위한 페이스트 제작을 위해서, PVDF 수지를 용제에 녹였다. 그 다음, 일반 혼합기 및 삼단 롤밀 혼합기 (3-roll milling mixer) 등을 이용하여 $BaTiO_3$ 분말과 PVDF 용액을 다양한 비율로 혼합하여 페이스트를 제조하였다. ITO가 증착된 PET Film에 스크린 프린팅 법을 사용하여 형광층, 유전층, 배면 전극 등을 차례로 코팅하였다. $BaTiO_3$ (BT) 분말과 복합체 필름의 XRD 분석 결과, 분말 시료와 복합체 시료 모두 페로브스카이트 구조의 BT 회절선만 관찰되었다. 복합체의 단면 SEM 관찰에서는, BT 분말의 무게비가 증가할수록 더 치밀한 구조를 보여줌을 확인하였다. 또 EL소자의 유전상수와 휘도도 BT 분말의 혼합비가 증가할수록 증가하였다. 본 연구에서 제작한 무기 EL 소자의 최대 휘도는 약 $130\;cd/m^2$ 정도로 측정되었는데, 이는 휴대폰 키패드의 back-light용 광원으로 사용하기 충분하다고 판단되어진다.

• Composites Research
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• v.25 no.3
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• pp.70-75
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• 2012

Interfacial durability and electrical properties of CNT, ITO or xGnP coated PVDF nanocomposites were investigated for acoustic actuator applications. The xGnP coated PVDF nanocomposite exhibited better electrical conductivity than CNT and ITO case due to the unique electrical property of xGnP, and this nanocomposite also showed good sound characteristics. Interfacial adhesion durability between either neat CNT or plasma treated CNT and plasma treated PVDF were measured by static contact angle, surface energy, work of adhesion, and spreading coefficient tests. The optimum acoustic actuation performance of xGnP coated PVDF nanocomposite was measured using sound level meter with changing radius of curvature and coating conditions. As compared to CNT and ITO, the xGnP was known as more appropriate acoustic actuator due to the characteristic electrical property. It is the most appropriate condition when the radius of curvature is 15 degree. Although sound characteristics were different with various coating thicknesses, it is possible to manufacture transparent actuator with good sound quality.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.15 no.11
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• pp.6399-6405
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• 2014

An external overload or impact is an important factor affecting the safety of large-scale structures. The proposal of this paper is the development of a system for detecting overload and impulse using a single PVDF film sensor. In large-scale structures, the load causes the structure to be deformed and the impulse generates vibration on the structure. Generally, low frequency deformation or bending of a structure is measured with a strain gauge and the high frequency vibration is detected by an accelerometer. On the other hand, a single sensor that can detect both deformation and vibration has not been developed. In this study, the development of a detection system integrated with a polyvinylidene fluoride (PVDF) film sensor, amplifier, and software was attempted to monitor deformation and impact through a single sensor. The system was verified by the possibility of detecting overload and impulse, and the two filtered signals of the PVDF were compared with a conventional strain gauge and an accelerometer.

• Journal of the Korean Society for Precision Engineering
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• v.19 no.1
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• pp.212-218
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• 2002

This research is the development of a distributed tactile sensor using PVDF film far the detection of the contact state. The prototype of the tactile sensor with 8$\times$8 taxels was fabricated using PVDF film and flexible circuitry. In the fabrication procedure, the electrode and the common electrode patterns are attached to the both side of the 28${\mu}m$ thickness PVDF film. The sensor is covered with polyester film for insulation. The signals of a contact pressure to the tactile sensor are sensed and processed in the DSP system in which the signals are digitalized and filtered. And the signals are integrated for taking the force profile. The processed signals of the output of the sensor are visualized to take the shape and force distribution of the contact object in personal computer. The usefulness of the sensor system is verified through the sensing examples.

• Polymer(Korea)
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• v.38 no.4
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• pp.457-463
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• 2014

In this study, the changes in the chemical structure and the physical property of fluoropolymer films (PTFE, FEP, PFA, PVDF, and ETFE) induced by $Co^{60}$ gamma ray in air, $N_2$, and vacuum environments were investigated. FTIR spectra of the irradiated fluoropolymers indicate that the oxidation proceeded by the reaction of radicals generated by irradiation with oxygen in air. The changes in the heat of fusion and the degree of crystallinity of the irradiated fluoropolymers were investigated using DSC and the results indicate that the scission and crosslinking reactions of the irradiated fluoropolymers were largely influenced by the chemical structure. It was also found that the mechanical property of the irradiated fluoropolymer films under an air atmosphere was significantly decreased.

• The KIPS Transactions:PartA
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• v.17A no.3
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• pp.145-152
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• 2010

Most wearable system for mobile healthcare applications consists of three parts. The first part is the sensing elements based on bio-signal, the second is the circuit module for control, data acquisition and wireless communication and control and the third is garment with a built-in electrodes and circuits. The existing healthcare garment systems have to find a solution to signal-wire and uncomfortable and inappropriate electrode to long-term attachment. Even if the wireless communication is used for healthcare garment system, the interface between sensors and circuits have to use wires. To solve these problems, this paper use electrode using PEDOT coated PVDF nanoweb for ECG signal and PVDF film sensor for respiratory signal. And, we constructed garment network using digital yarn of 10um, and transmitted ECG and respiratory signal to mobile phone through the integrated circuit with bluetooth called station To evaluate feasibility of the proposed mobile healthcare garment system, we experimented with transmission and measurement of ECG and respiratory signal using nanoweb electrode and digital yarn. We got a successful result without noise and attenuation.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2008.11a
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• pp.55-55
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• 2008

압전폴리머 PVDF(polyvinylidene difluoride)의 기판소재를 기반으로 한 디스플레이 소자를 연구하였다. 압전 폴리머 PVDF의 양면은 두께 300nm정도의 ITO(Indium Tin Oxide)를 TCO(Transparent conducting oxide)로 R2R(roll to roll)증착하였으며, 이를 적외선 계열 Pulsed Laser로 상온 건식 에칭을 통해 패턴해내고, 이후 고진공 환경에서 Alq3 를 기반의 유기발광소자를 제작하였다. 전기적 신호에 대해서 기계적인 작동이 가능한 투명 압전 폴리머 재료를 디스플레이 발광소자의 기판 소재로 사용함으로써, 궁극적으로 발광기능과 더불어 압전효과에 의한 스피커 기능이 한 개의 개체내에서 독립적으로 구현될 수 있도록 설계하고, 기술적으로 실현시켰다는 점이 본 연구의 의의라고 할 수 있다. 이를 위해서, 섭씨 80도 이상의 온도에서 압전 성질을 상실하는 것으로 알려진 PVDF에 대해서 투명산화전극을 레이져를 이용한 비가열식 승화방법을 통해 패턴화하는 것을 사용했으며, 밀리미터 단위에서 수십 마이크로미터 수준까지 패턴화할 수 있었다. 제작된 복합형 유연 OLED소자는 기계적으로 휘어진 상태에서도 발광 성능과 스피커 성능을 각각 독립적으로 보였으며, Alq3에 의한 녹색발광을 보임을 확인하였고, 이 경우 양자효율은 약 3%이하의 값을 보였다. 또한 각주파수별 음압(SPL: Sound Pressure Level)측정 결과는 압번폴리머가 가청주파수 영역에서 작동함을 보였으며, 고주파영역에서의 SPL값이 증가하는 전형적인 PVDF사용 필름 스피커의 특성을 보였다. 이로부터 제작된 복합형 소자는 본 연구에서 제안된 목적에서 보인 것과 같이, 두 개의 기능이 서로간의 간섭없이 독립적으로 한 개의 개체 내에서 작동함을 확인할 수 있었다. 본 연구 결과로부터 새로운 유연 전자 소자에 대한 디자인 개념을 제시하고, 기타 다른 기능이 접합된 형태의 신개념 전자 소자를 제안하는 것도 가능할 것으로 기대된다.

• Journal of the Korean Society for Nondestructive Testing
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• v.28 no.2
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• pp.144-150
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• 2008

In this study, the PVDF (polyvinylidene fluoride) piero-film sensor was applied to measure the internal quality of apple. The developed sensor detected the response signal through apple after mechanical impact on the surface of apple. The acoustical parameters at time domain such as rise time (RT), ring down count (RC), energy (EN), event duration (ED) and peak amplitude (PA) and acoustical parameter at frequency domain such as spectral density (SE) were analyzed. The size of waveform decreased as storage time of apple increased. The frequency at maximum magnitude was shifted to lower frequency band according to the storage time. The acoustical parameters showed strong relationship with storage time. The multiple linear regression equation was developed to estimate storage time of apple using the acoustical parameters at time domain and its coefficient of determination was 0.97. The internal quality of apple according to storage time is predictable using developed PVDF sensor and acoustical parameters defined in this study.