• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제36권5호
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• pp.505-512
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• 2023

This study investigated crystal structures, microstructures, and electric-field-induced strain (EFIS) properties of Bi-based lead-free ferroelectric/relaxor composites. Bi_1/2Na_0.82K_0.18)_1/2TiO₃ (BNKT) as a ferroelectric material and 0.78Bi_1/2(Na_0.78K_0.22)_1/2TiO₃-0.02LaFeO₃ (BNKT2LF) as a relaxor material were synthesized using a conventional solid-state reaction method, and the resulting BNKT2LF powders were subjected to high-energy ball milling (HEBM) after calcination. As a result, HEBM proved a larger average grain size of sintered samples compared to conventional ball milling (CBM). In addition, the increased sintering time led to grain growth. Furthermore, HEBM treatment and sintering time demonstrated a significant effect on EFIS of BNKT/BNKT2LF composites. At 6 kV/mm, 0.35% of the maximum strain (S_max) was observed in the HEBM sample sintered for 12 h. The unipolar strain curves of CBM samples were almost linear, indicating almost no phase transitions, while HEBM samples displayed phase transitions at 5~6 kV/mm for all sintering time levels, showing the highest S_max/E_max value of 700 pm/V. These results indicated that HEBM treatment with a long sintering time might significantly enhance the electromechanical strain properties of BNT-based ceramics.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제36권2호
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• pp.191-196
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• 2023

In this paper, for the application of ultrasonic cleaners for cleaning dentures and transparent braces, Pb(Mn_1/3Nb_2/3)O₃-Pb(Ni_1/3 Nb_2/3)O₃-Pb(Zr,Ti)O₃ [PMN-PNN-PZT] system ceramics were manufactured and their dielectric and piezoelectric properties were investigated. Overall the best properties suitable for the device applications such as ultrasonic cleaner were obtained from the ceramics sintered at 920℃: bulk density of 7.8 g/cm³, the dielectric constant (ε_r) of 1,689, piezoelectric charge constant (d₃₃) of 433 pC/N, planar electromechanical coupling factor (k_p) of 0.64, mechanical quality factor (Qm) of 835, S₁₁^E of 13.37 (10^-12 N/m²), and Curie temperature of 315℃ By using the physical properties of this composition, the ultrasonic cleaner was designed and simulated using the commercial ATILA software. For the three-layered ceramics with the dimension of 25 mm × 25 mm × 2.5mm, an excellent displacement of 8.998 10^-3 m) and the sound pressure of 147.68 dB were recorded.

• 한국재료학회지
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• 제33권5호
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• pp.189-194
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• 2023

This study uses first-principles calculations to investigate the mechanical properties and effect of strain on the electronic properties of the 2D material 1H-PbX₂ (X: S, Se). Firstly, the stability of the 1H Pb-dichalcogenide structures was evaluated using Born's criteria. The obtained results show that the 1H-PbS₂ material possesses the greatest ideal strength of 3.48 N/m, with 3.68 N/m for 1H-PbSe₂ in biaxial strain. In addition, 1H-PbS₂ and 1H-PbSe₂ are direct semiconductors at equilibrium with band gaps of 2.30 eV and 1.90 eV, respectively. The band gap was investigated and remained almost unchanged under the strain ε_xx but altered significantly at strains ε_yy and ε_bia. At the fracture strain in the biaxial direction (19 %), the band gap of 1H-PbS₂ decreases about 60 %, and that of 1H-PbSe₂ decreases about 50 %. 1H-PbS₂ and 1H-PbSe₂ can convert from direct to indirect semiconductor under the strain ε_yy. Our findings reveal that the two structures have significant potential for application in nanoelectronic devices.

• Journal of Ceramic Processing Research
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• 제13권spc2호
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• pp.341-345
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• 2012

[Li0.055(K0.5Na0.5)0.945](Nb1-xTax)O3 (0.05 ≤ x ≤ 0.25) ceramics were prepared by the partial sol-gel (PSG) method to improve the microstructure homogeneity of Ta5+ ion and were compared to those prepared by the conventional mixed oxide (CMO) method. For the PSG method, Ta(OC2H5)5 was directly reacted with calcined [Li0.055(K0.5Na0.5)0.945]NbO3 powders and the specimens sintered at 1100 ℃ for 5 hrs showed a single phase with a perovskite structure. Compared to the specimens prepared by conventional mixed oxide powders, the relative ratio of tetragonal phase to orthorhombic phase of the sintered specimens prepared by Ta(OC2H5)5 was larger than that of the sintered specimens prepared by Ta2O5. The electromechanical coupling factor (kp), piezoelectric constant (d33) and dielectric constant (εr) of the sintered specimens were increased with Ta5+ content. These results could be attributed to the decrease of the orthorhombic-tetragonal polymorphic phase transition temperature (To-t), which could be evaluated by oxygen octahedral distortion. Strain of the sintered specimens prepared by the PSG method was higher than that of specimens prepared by the CMO method due to the increase of relative density. The effects of crystal structure on the strain characteristics of the specimens were also discussed.

• 반도체디스플레이기술학회지
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• 제23권2호
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• pp.1-5
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• 2024

In the electronics industry, a lot of research and development is being conducted on electronic component supply, component alignment and insertion, and automation of soldering on the back side of the PCB for automatic PCB assembly. Additionally, as the use of electronic components increases in the automotive component field, there is a growing need to automate the alignment and insertion of components with leads such as transistors, coils, and fuses on PCB. In response to these demands, the types of PCB and parts used have been more various, and as this industrial trend, the quantity and placement of automation equipment that supplies, aligns, inserts, and solders components has become important in PCB manufacturing plants. It is also necessary to reduce the pre-setting time before using each automation equipment. In this study, we propose a method in which a vision system recognizes the type of component and simultaneously corrects alignment errors during the process of aligning and inserting various types of electronic components. The proposed method is effective in manufacturing various types of PCBs by minimizing the amount of automatic equipment inserted after alignment with the component supply device and omitting the preset process depending on the type of component supplied. Also the advantage of the proposed method is that the structure of the existing automatic insertion machine can be easily modified and utilized without major changes.

• 한국세라믹학회지
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• 제41권9호
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• pp.709-714
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• 2004

우수한 압전 특성을 나타내는 것으로 알려진 Mn 첨가 PMN-PZT의 저온소결 첨가제가 실험되었다. 저온소결 첨가제로는 B$_2$O$_3$가 사용되었고 소결온도와 B$_2$O$_3$ 첨가량의 변화가 소결성과 유전 및 압전특성의 변화에 미치는 영향을 조사하였다. B$_2$O$_3$ 첨가량과 소결온도를 변화시킨 결과 B$_2$O$_3$ 첨가량 2wt% 이하 100$0^{\circ}C$이하 조건에서 소결밀도가 증가하여 B$_2$O$_3$가 저온소결재로 작용하였다. 그러나 10$50^{\circ}C$ 이상에서는 주조성인 PMN-PZT보다 낮은 소결밀도를 나타내었다. B$_2$O$_3$ 첨가에 따른 유전상수($\varepsilon$$_{33}$ $^{T}$ )의 변화를 확인할 결과 B$_2$O$_3$ 2wt% 100$0^{\circ}C$ 조건에서 1000의 유전율을 나타내었다. B$_2$O$_3$ 첨가량이 전기-기계 결합계수(k$_{p}$ )와 압전상수(d$_{33}$ )에 큰 저하를 가져오지 않는 B$_2$O$_3$ 첨가 한계는 2wt% 이하로 나타났다. 이때, k$_{p}$ 는 약 50%, d$_{33}$ 는 약 300(${\times}$$10^{-12}$ C/N) 정도의 값을 얻을 수 있었다. B$_2$O$_3$ 첨가는 기계적 품질계수(Q$_{m}$ )의 증가를 가져왔으며 0.5wt% B$_2$O$_3$ 첨가 110$0^{\circ}C$ 소결 조건에서 1700의 품질계수를 나타내었다. 유전손실은 B$_2$O$_3$ 첨가에 따라 큰 변화 없이 0.5% 이하의 값으로 나타났다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권6호
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• pp.170-177
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• 2020

본 논문은 전기기계식제동장치(EMB : Electro Mechanical Brake, 이하 EMB)의 제동 압부력(clamping force) 제어방법과 제동시험장비(dynamo test equipment)를 활용한 제동성능 평가결과에 대하여 다룬다. EMB와 관련한 연구는 자동차 분야에서 대부분 수행되었으며, 다양한 제어방법에 대한 정적상태의 압부력 시험결과를 주로 다루고 있으나 본 논문은 동적상태에서의 성능평가를 수행하였다. EMB의 구동을 위해 3상 매입형 영구자석 동기전동기(IPMSM : Interior Permanent Magnet Synchronous Motor, 이하 IPMSM)가 적용되었으며 유한요소법(FEM : Finite Element Method, 이하 FEM) 해석 소프트웨어인 JMAG을 통하여 설계 및 해석을 수행하였다. EMB의 압부력제어를 위해 전류제어, 속도제어 및 위치제어가 수행되었으며, 전류제어기는 단위전류당 최대토크제어(MTPA : Maximum Torque Per Ampere, 이하 MTPA)가 적용되었다. 제동성능평가는 공압식 제동장치의 비상제동 성능시험 절차와 동일한 방법으로 수행되었으며 시험장비에 설치된 고속철도차량의 차륜을 110 km/h, 230 km/h 및 300 km/h로 회전하는 상태에서 각각의 속도 조건에 따른 EMB의 제동 압부력을 인가하여 감속성능을 확인하였다. 최고속도(300 km/h) 상태에서 비상제동 시험결과는 73초의 시간이 소요되었으며 차세대고속철도차량(HEMU-430X)에 적용된 공압식 제동장치의 성능시험 결과와 비교를 통하여 제동소요 시간 및 감속패턴의 유사함 확인하였다.

• E2M - 전기 전자와 첨단 소재
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• 제10권5호
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• pp.434-439
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• 1997

It this paper, the piezoelectric and electro-induced strain properties of (P $b_{1-}$2x/3/B $i_{x}$ )[N $i_{1}$3/N $b_{2}$3/)$_{0.4}$( $Ti_{0.6}$Z $r_{0.4}$)$_{0.6}$] $O_3$ceramics (x=0, 0.005, 0.02) were investigated with the substitution of B $i^{3+}$, and the feasibility of the application for bimorph actuator was evaluated by measuring the dynamic properties of the piezoelectric bimorph fabricated with above ceramics. Dielectric constant was enhanced with the increase of B $i^{3+}$ substitution, and appeared the maximum value of 5032 at x=0.01 composition. Increasing the substitution of B $i^{3+}$, the electromechanical coefficient( $k_{p}$ , $k_{31}$ ) was increased up to the substitution of 0.5 mol% B $i^{3+}$, showed the value of 0.656, 0.439, respectively. The piezoelectric constant( $d_{33}$ $d_{31}$ ) had the highest value of 344, 825 with the substitution of 0.5 mol% B $i^{3+}$. The strain, generated by 60 Hz AC electric field, had the largest value of 1200($\times$10$^{-6}$ $\Delta$1/1) in the composition with the substitution of 0.5 mol% B $i^{3+}$. The dynamic properties of the bimorph actuator, fabricated with the composition substitution of 0.5 mol% B $i^{3+}$, showed the largest value of 325 $\mu$m at $\pm$150 V square pulse. square pulse.are pulse..

• 한국재료학회지
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• 제4권1호
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• pp.3-8
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• 1994

최근 중요하게 된 진동 흡수를 위해서 $BaTiO_{3}$ 세라믹의 흡진 특성을 측정하고 미세구조와의 연관을 조사했다.$BaTiO_{3}$ 세라믹은 비교적 물리적 화학적으로 안정하여 좋은 흡진재로 기대된다.BaTiO$_{3}$ 세라믹은 흡진 특성을 강화시키기 위해서 섬유상 분말을 소결하여 만들었다. KDC법으로 직경이 0.2$\mu\textrm{m}$, 1.2$\mu\textrm{m}$, 2.0$\mu\textrm{m}$인 각각 다른 섬유상 $K_2Ti_4O_9$을 만들고 이온교환해서 섬유상 $BaTiO_{3}$ 을 만들었다. 면상으로 배향시킨 소결체의 흡진 특성과 전기적 물성을 조사하여 미세구조와 의 관계를 밝혔다. 소결체의 입경과 등가회로, 전기기계합계수($K_{t}$), 발생 전압(V)을 조사한 결과, 사용한 섬유의 직경이 클수록 소결체의 입경은 작아졌다. 따라서 입계가 많아졌다. 흡진 특성은 입계가 많을수록 커진다. 즉 입계의 내무마찰이 클수록 흡진률은 커지며 이때의 내부마찰은 등가회로를 조사함으로써 확인되었다.

• 비파괴검사학회지
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• 제29권4호
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• pp.323-330
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• 2009

본 연구의 목적은 전기 저항 측정을 통한 탄소 섬유 강화 복합재의 파손 감지를 위한 효과적인 방법을 개발하는 것이다. 이를 위하여 복합재 적층판에 특정 파손을 인위적으로 모사하고 전기 저항의 변화와 모사된 파손과의 관계를 정립하려 하였다. 많은 량의 측정치를 효과적으로 처리하기 위하여 자동화된 측정 시스템을 개발하였다. 전기 저항 측정을 위하여 시편 표면에 전극을 제작하는 방법을 개발하였다. 쿠폰과 평판형태의 탄소 섬유 강화 복합재 적층 시편에 인위적인 파손을 부과하고 전기 저항을 측정하고 그 결과를 후처리하는 과정으로 파손을 검출하였다. 쿠폰 형태의 시편은 제작시에 다양한 크기의 테플론 필름을 삽입하여 층간 분리를 모사하였다. 전기 저항 측정 결과 층간 분리 크기가 증가함에 따라 전기 저항도 증가하는 경향을 보였으며, 이를 통해 층간 분리의 존재와 그 크기를 검출할 수 있음을 보였다. 평판 시편은 초기에는 인위적인 파손 없이 제작하여 전기저항을 측정하고, 이후 특정 위치에 원공을 뚫고 원공의 직경을 증가시켜 가며 전기저항의 변화를 관찰하였다. 실험에 사용한 평판은 각 변에 6개의 전극을 설치하여 총 24개의 전극을 갖도록 하였으며 수직, 수평, 대각선 방향의 전극간의 전기 저항을 측정하였다. 측정 결과는 탄소 섬유 강화 복합재 구조물의 파손 검출을 위하여 전기 저항 측정법의 가능성을 보였다.