• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권11호
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• pp.711-717
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• 2017

철도는 대규모 승객 수송과 운행서비스를 제공하는 공공교통수단으로 시스템의 신뢰성과 안전성의 확보가 최우선적으로 요구된다. 철도차량의 배선은 제어신호선과 통신선으로 분류되며, 제어신호선은 차량주행 및 안전기능과 관련된 입출력 신호를, 통신은 방송 등 승객서비스에 대한 입출력신호에 사용되고 있다. 철도차량 신뢰성확보 방안 중 한 가지 방법으로 차량내 전장장치간 제어신호의 입출력 인터페이스로 train line을 적용됨에 따라, 제어회로 구성을 위하여 릴레이, 컨택터 등의 전기기계식 소자가 다수 적용되어 있다. 실제로 편성 내 차량제어논리가 수 천 접점으로 구성됨에 따라 접점 불량 등 고장시 오류확인이 어렵고, 실시간 상태확인이 불가능함에 따라 정기적인 유지보수에 많은 인력과 시간이 투입되어야만 한다. 본 논문에서는 국내 철도차량내 주행 및 안전기능과 관련된 전장품의 제어기간 제어신호선 설계현황(종류, 복잡도)을 분석하고, 설계를 단순화하여 제작양산성과 유지보수 효율성을 향상시키기 위한 3가지 제어배선절감 방안을 제안하였다. 적용결과 국내 4량 1편성의 전동차에 적용시, 약 35% 이상의 배선절감 효과를 확인하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권11호
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• pp.285-293
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• 2016

본 논문에서는 산지초지에서 가축 방목 시 효율적인 개체 관리를 위한 소의 생체 데이터 수집 시 데이터 전송이 가능한 데이터 중계시스템을 제안하였다. 산지초지 방목 시 소의 먹이활동 및 초지의 훼손 면적을 고려하여 방목지를 여러 구획으로 구분하고 순환 방목하는 방법이 일반적이고, 대부분 초지가 데이터를 수집할 사무실과 거리가 멀기 때문에 데이터 전송 및 시스템 전원 공급이 어렵다. 이러한 문제를 해결하기 위해 중계기를 개발하고 중계기의 전력소모량을 측정하여 태양전지모듈 60W, 배터리 12V/100A, 태양전지의 단락전류 6A이상의 성능으로 태양광 충전 시스템을 구축했다. 방목지에서 발생하는 데이터의 전송을 위해 다수의 중계기를 배열시켜 거리를 확장하였다. 그리고 산지초지에서 중계 전송할 수 있도록 중계 알고리즘을 개발하였다. 시스템과 알고리즘에 대한 성능 검증은 여러 가지 지형에 대한 테스트 포인트를 설정하였고, 데이터 전송 여부로 중계 거리에 대한 검증을 하였다. 태양광 충전 시스템의 전력 수급 유효성 검증은 일정기간동안 연속적으로 중계기를 동작시켜 데이터를 송수신하고 날씨의 변화에 따라 시스템이 데이터 송수신을 위한 전력을 안정적으로 공급하는지 검증하였다. 또한, 산지초지에서 제안된 중계기 및 중계 알고리즘을 이용하여 데이터를 송수신함으로써 제안된 태양광 충전을 이용한 데이터 중계 시스템이 유효함을 보였다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2008년도 추계학술대회 논문집 Vol.21
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• pp.189-189
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• 2008

Due to the environmental issue vast research is going on to replace the widely used lead contented piezoelectric materials. Bismuth sodium titanate (abbreviated as BNT) based bismuth sodium titanate-barium titanate (abbreviated as BNBT) ceramic was prepared by using modified method rather than conventional mixed oxide method. This modification was made to improve the properties of BNT based ceramic. In this procedure $BaTiO_3$ (abbreviated as BT) was prepared using conventional mixed oxide method. Analytical grade raw materials of $BaCO_3$ and $TiO_2$ were weighted and ball milled using ethanol medium. The mixed slurry was dried and sieved under 80 mesh. Then the powder was calcined at $1100^{\circ}C$ for 2 hours. This calcined BT powder was used in the preparation of BNBT. Stoichiometric amount of $Bi_2O_3$, $Na_2CO_3$, $TiO_2$ and BT were weighted and mixed by using ball mill. The used calcination temperature was $850^{\circ}C$ for 2 hours. Calcined powder was taken for another milling step. BNBT disks were pressed to 15 mm of diameter and then cold isostatical press (CIP) was used. Pressed samples were sintered at $1150^{\circ}C$ for 2 hours. The SEM microstructure analysis revealed that the grain shape of the sintered ceramic was polyhedral and grain boundary was well matched where as the sample prepared by conventional method showed irregular arrangement and grain boundary not well matched. And sintered density was better (5.78 g/cc) for the modified method. It was strongly observed that the properties of BNBT ceramic near MPB composition was found to be improved by the modified method compare to the conventional mixed oxide method. The piezoelectric constant dB of 177.33 pC/N, electromechanical coupling factor $k_p$ of 33.4%, dielectric constant $K_{33}^T$ of 688.237 and mechanical quality factor $Q_m$ of 109.37 was found.

• 한국결정성장학회지
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• 제10권3호
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• pp.245-251
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• 2000

Pb($(Ni_{1/3}Nb_{2/3})O_3-PbTiO_3-PbZrO_3$세라믹스에서 NiO첨가에 따른 유전, 압전 및 기계적 특성의 변화를 연구하였다. Columbite precursor법을 사용하여 분말을 제조 후 공기중에서 $1100^{\circ}C$~$1250^{\circ}C$의 온도로 2시간 소결하여 시편을 제조하였다. $1150^{\circ}C$이하 온도에서 소결한 시편에서는 NiO를 1 mol% 첨가시까지 유전상수와 압전상수가 증가하였으나 첨가량이 그 이상 증가함에 따라 감소하였는데 이는 NiO가 소결조제 역할을 한 것으로 보여진다. 그러나 $1200^{\circ}C$ 이상 온도에서 소결한 시편에서는 NiO 첨가량 증가에 따라 유전상수와 전기기계결합계수가 감소하였으며, 기계적품질계수는 증가하였다. 경도 및 파괴인성은 1 mol% 첨가시 최대 값을 보이다가 그 이후 감소하였다. NiO 첨가 PNN-PT-PZ 세라믹스의 전기적 및 기계적 특성은 결정립크기, 소결밀도 및 2차상의 양 등의 미세구조적 요소와 긴밀한 관계가 있음을 보여준다.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제27권1호
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• pp.14-17
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• 2014

In this study, lead-free Piezoelectric $(Na_{0.47}K_{0.47}Sr_{0.03}Ca_{0.03})(Nb_{0.94}Ti_{0.06})O_3$-0.1 $MnO_2$ ceramics were fabricated using mixed oxide method and the effects of various sintering temperature on the structural and electrical properties were investigated. For the $(Na_{0.47}K_{0.47}Sr_{0.03}Ca_{0.03})(Nb_{0.94}Ti_{0.06})O_3$-0.1 $MnO_2$ (NKN-SCT-$MnO_2$) ceramics sintered at temperatures of $1,025{\sim}1,100^{\circ}C$. The results indicated that all specimens were perovskite single phase formation without any second phase. It has been shown that relative density is increased to increasing sintering temperature. When the sintered temperature at $1,075^{\circ}C$, highest sintered density and maximum value of $4.45g/cm^3$. Average grain size is increased to increasing sintering temperature. The electromechanical coupling factor, dielectric constant, dielectric loss, d33 and curie temperature at the sintering temperature $1,075^{\circ}C$ of NKN-SCT-$MnO_2$ specimens were 0.22, 511, 0.033, 103 and $380^{\circ}C$, respectively.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권6호
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• pp.639-645
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• 2018

본 논문은 자율주행 자동차 및 자율주행이 가능한 이동체를 대상으로 광범위하게 적용 가능한 지능형 의사결정 모델을 개발하기 위한 연구이다. 개발된 모듈은 다양한 주행환경에 적용하기 위하여 독립적인 모듈 구성형태를 갖추고 이를 유기적으로 운영하기 위한 플랫폼을 기반으로 각 모듈을 Deep Learning 기법을 이용한 강화학습을 통해 이동체의 차선변경 의사 결정 및 안전 확보에 관하여 연구하였다. 운행 중인 자율주행 이동체는 주행상태의 변경을 위하여 기능별로 속도결정 모델과 차선변경 의사결정이 반드시 선행되어야 이동체의 다음 행동이 이루어 질 수 있는 특징을 갖고 있다. 또한, 일반 도로상에 주행 중인 이동체들이 모두 자율주행 기능을 갖춘 상태라면 특정 이동체의 돌발적인 변화 및 주변 환경의 변화가 발생하면 그에 따른 각각의 이동체들 사이에 발생할 수 있는 연쇄반응 요소는 고려되기 어려운 특징을 갖고 있다. 이런 부분을 함께 고려하여 자율주행 플랫폼에 적용하고 이를 위한 개별 이동체의 차선변경 의사결정 시스템 연구와 모듈형 학습 방법을 이용하여 시스템 복잡도를 줄이고 학습시간의 단축과 향후 모델의 교체를 할 수 있는 의사결정 모델을 연구하였다.

• 한국소음진동공학회논문집
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• 제26권3호
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• pp.270-280
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• 2016

노치가 있는 보에 부착된 압전소자의 전기역학적 어드미턴스 전이과정을 파전달 관점에서 규명한다. 유한요소 해석을 통해 노치가 있는 보에서 잔향하는 램파에 대한 수치해를 구한다. 보에 병치된 압전소자의 분극을 이용하여 노치에 의해 발생하는 모드변환된 램파 신호를 추출한다. 전기역학적 어드미턴스의 전이과정을 보여줄 수 있는 일련의 템포럴 스펙트럼은 모드변환된 램파 신호들을 시간영역에서 순차적으로 절단한 후, 고속 푸리에 변환을 적용하여 계산한다. 절단 시간이 상대적으로 작을 때 이에 대응되는 템포럴 스펙트럼은 입력 주파수 대역의 특성이 지배적이다. 그러나, 절단 시간이 증가함에 따라 입력 주파수 대역 내에 존재하는 보의 모달 특성이 템포럴 스펙트럼에 중대한 영향을 준다. 이는 보에서 잔향하는 모드변환램파가 보의 공진에 기여함을 의미한다. 각 공진주파수 부근에서 템포럴 스펙트럼에 대한 제곱평균제곱근을 계산한다. 모든 공진주파수 부근에서 절단시간에 따라 제곱평균제곱근은 증가한다. 마지막으로, 보의 손상 진단 측면에서 수치해석 결과의 시사점에 대해 논의한다.

• 공업화학
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• 제16권4호
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• pp.527-532
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• 2005

이온성고분자-금속복합체(Ionic Polymer Metal Composites, IPMC)는 전기활성 고분자이며, 낮은 구동전압에서도 큰 변위를 나타내는 유연한 스마트 소재(soft smart material)이다. 이온성고분자-금속복합체의 표면전극 제조는 일반적으로 화학적 환원방법(무전해 전기도금)에 의해 제조되고 있지만, 이러한 방법에서는 그 재료가 다공성 고분자 막으로 표면이 균일한 전극을 제조하기에 어려움이 있다. 본 연구에서는 전극의 표면 저항을 감소시켜 응답속도를 증가시킴과 동시에 낮은 전압에서 큰 변위를 낼 수 있는 IPMC 제조방법을 고안하여 수행하였다. 화학적 환원방법으로 이온고분자-금속 복합체를 형성시킨 후, 이온빔보조증착법(Ion Beam Assisted Deposition)으로 균질한 표면 전극 층을 형성시켜 화학적 특성을 개선하여 전기적 자극에 의한 구동반응 속도를 향상시킬 수 있는 구동체 제조방법을 제안하였다.

• 한국세라믹학회지
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• 제38권11호
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• pp.980-986
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• 2001

5.2GHz 중심 주파수를 갖는 Bragg reflector형 FBAR를 제작하여 주파수 응답 특성을 측정하고, 공진기 구조에서 각 층의 탄성 손실(acoustic loss)을 고려한 주파수 응답의 수치적 계산을 통해서 그 특성을 분석하였다. W과 $SiO_2$쌍을 선택하여 RF sputtering법으로 총 9층의 Bragg reflector를 제작하였고, 공진기의 압전층으로 pulsed dc 전원에 의한 sputtering법으로 AlN과 Al 전극을 증착하여 제작하였다. 제작된 공진기의 반사손실( $S_{11}$)은 중심주파수 5.38GHz에서 12dB이었고 직렬 공진 주파수( $f_{s}$)는 5.376GHz, 병렬 공진 주파수 ( $f_{p}$)는 5.3865GHz로 관찰되었다. 공진기의 성능지수인 유효 전기기계결합계수( $K_{ef{f^2}}$)값이 약 0.48%, 품질계수 ( $Q_{s}$) 값이 411이었다. 수치적으로 계산된 주파수 응답 특성으로부터 AlN 박막의 acoustic 상수들과 Bragg reflector의 반사계수를 도출한 결과 AlN 박막의 material acoustic impedance와 wave velocity는 AlN 고유의 값보다 감소되었으며, AlN 박막의 전기기계 결합계수( $K^2$)값은 c축 배향성 저하에 의해 매우 작은 값(0.49%)을 가졌다. 주파수 대역에서 Bragg reflector의 반사계수는 약 0.99966으로 계산되었으며 약 2.5 GHz에서 9.5 GHz까지의 넓은 반사대역을 나타내었다.다.었다.

• 한국재료학회지
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• 제19권4호
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• pp.198-202
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• 2009

For use in ultrasonic actuators, we investigated the structural and piezoelectric properties of $(1\;-\;x)Pb(Zr_{0.515}Ti_{0.485})O_3$ - $xPb(Sb_{1/2}Nb_{1/2})O_3$ + 0.5 wt% $MnO_2$ [(1 - x)PZT - xPSN + $MnO_2$] ceramics with a variation of x (x = 0.02, 0.04, 0.06, 0.08). All the ceramics, which were sintered at $1250^{\circ}C$ for 2 h, showed a typical perovskite structure, implying that they were well synthesized. A homogeneous micro structure was also developed for the specimens, and their average grain size was slightly decreased to $1.3{\mu}m$ by increasing x to 0.8. Moreover, a second phase with a pyrochlore structure appeared when x was above 0.06, which resulted in the deterioration of their piezoelectric properties. However, the 0.96PZT-0.04PSN+$MnO_2$ ceramics, which corresponds with a morphotropic phase boundary (MPB) composition in the (1 - x)PZT - xPSN + $MnO_2$ system, exhibited good piezoelectric properties: a piezoelectric constant ($d_{33}$) of 325 pC/N, an electromechanical coupling factor ($k_p$) of 70.8%, and a mechanical quality factor ($Q_m$) of 1779. The specimens with a relatively high curie temperature ($T_c$) of $305^{\circ}C$ also showed a significantly high dielectric constant (${\varepsilon}_r$) value of 1109. Therefore, the 0.96PZT - 0.04PSN + $MnO_2$ ceramics are suitable for use in ultrasonic vibrators.