• 한국전기전자재료학회논문지
• /
• 제27권12호
• /
• pp.863-865
• /
• 2014

Energy problem has been issued in worldwide because fossil fuel has being almost exhausted. A lot of renewable energy have been received attention to replace the energy from fossil fuel. Among them, piezoelectric energy harvester is one of excellent candidates. In general, micro scaled small sized energy harvesters were usually based on the lithography process. However, these lithography process require complicated process and high cost. In this paper, a new process has been proposed for micro-scaled piezoelectric energy harvester. $0.2Pb(Mg_{1/3}Nb_{2/3})O_3-0.8Pb(Zr_{0.52}Ti_{0.48})O_3$ composition was used as piezoelectric material due to excellent piezoelectric properties and also can be easily prepared by mixed oxide method.

• 한국세라믹학회지
• /
• 제39권1호
• /
• pp.92-98
• /
• 2002

Pb(Zr$_{0.8}$Ti$_{0.2}$)O$_3$강유전체 음극의 상부 전극 크기를 변화시키며(500$mu extrm{m}$~900$\mu\textrm{m}$)비대칭 전극 구조에서의 전자 방출에 대하여 연구하였다. 펄스 전기장을 가했을 때 나타나는 분극 반전에 의한 전류 밀도는 상부 전극 크기를 감소시킴에 따라 증가하였다. 이것은 비대팅 전극 구조에 의해 강유전체 표면에서 stray-field가 발생하고, stray field가 전극의 모서리 부근의 강유전체 표면 하부에도 분극 반전을 발생시켰기 때문이다. 전기장 전산모사를 통하여 이러한 stay-field의 존재 가능성을 예측할 수 있었고, 분극 반전에 의한 전류 밀도 측정 결과 stray-field가 미치는 거리는 약 11-l4$\mu\textrm{m}$이었다. 전자방출의 문턱전계는 항전계 의 약 3배인 61-68kV/cm이었으며, 문턱전계가 단순히 강유전체의 항전계에 의해 결정되는 것이 아니라, 강유전 음극의 구조에 의해 결정되는 stray-field의 세기와 stray-field가 미치는 거리에 영향을 받음을 전산모사를 통해 예측할 수 있었다.

• 비파괴검사학회지
• /
• 제29권5호
• /
• pp.450-457
• /
• 2009

열차폐 코팅 시편에 대하여 열충격을 주기적으로 가한 후 발생하는 결함을 관찰하였다. 실험에 사용 된 열차폐 코팅 시편은 인코넬-738로 제작된 모재 위에 CoNiCrAlY 본드 코팅층과 $ZrO_2-8wt%Y_2O_3$ 세라믹탑 코팅층이 플라즈마 용사 방법으로 올려진 형태로 되어있다. 열충격 시험은 $1000^{\circ}C$의 고온으로 가열했다가 상온으로 급격하게 냉각시키는 가혹한 조건으로 실행되었고, 사이클 수가 증가함에 따라 열충격의 피로도 또한 증가하였다. 시험후 시편 내부의 미세 조직 변화와 결함을 전자현미경으로 관찰하고, 시편의 기계적인 특성을 측정하여 그 변화 양상을 살펴보았다. 열충격 주기실험후 본드 코팅층과 세라믹 탑 코팅층 사이에 발생하는 TGO 산화물층에 대한 변화 양상과 이에 대한 와전류 신호를 측정하여 TGO층 성장 거동의 비파괴적인 평가를 위한 실험을 진행하였다. 본 연구를 통하여 마이크로 단위의 TGO층에 대한 와전류검사의 적용 가능성을 확인하고 열차폐 코팅의 수명을 예측할 수 있는 가능성을 제시하였다.

• 한국재료학회지
• /
• 제8권6호
• /
• pp.513-519
• /
• 1998

Zr-Si의 2원계 합금에서 Si함량 변화가 Zr의 부식특성에 미치는 영향을 알아보기 위해 Si 함량을 0.01-0.1wt.%로 조절하여 Zr-Si 2원계 합금을 제조하고 $360^{\circ}C$, 2660psi 물 분위기의 autoclave에서 100일동안 부식 실험을 수행하였다. 0.01wt.%, 0.05wt.%의 Si 첨가에서는 검은색의 균일한 산화막이 생성되었고, 부식속도의 천이는 발생하지 않았다. 그러나 0.01wt.%에서는 흰색의 산화막이 생성되었고, 70일에서 부식속도 천이가 발생하였다. Sigkafid이 0.01에서 0.01wt.%로 증가할수록 무게증가량은 증가하는 경향을 보였다. Si 첨가량 변화에 따라 산화막구조의 변화는 나타나지 않았지만, 산화막의 전기적 성질에 많은 영향을 주었다. Si 첨가량 변화에 따라 산화막구조의 변화는 나타나지 않았지만, 산화막의 전기적 성질에 많은 영향을 주었다. Zr-Si 2원계 합금에서 Si은 tetragonal 구조의 $Zr_{3}$Si로 석출되었으며, Si 함량이 증가할수록 석출물의 크기와 부피분율이 증가하였고, 석출물의 크기와 부피분율 증가에 따라 석출물의 short-circuit 효과 때문에 무게증가량이 증가하는 경향을 보였다.

• 한국전기전자재료학회논문지
• /
• 제26권11호
• /
• pp.831-835
• /
• 2013

In this study, we fabricated a micro $Pb(Zr,Ti)O_3$ (PZT) film piezoelectric cantilever with a Si proof mass and dual beams through MEMS process. The size of the beam and the integrated Si proof mass were about $4,320{\mu}m{\times}290{\mu}m{\times}12{\mu}m$ and $1,380{\mu}m{\times}880{\mu}m{\times}450{\mu}m$ each. To reduce the air damping and have the larger displacement of dual beams was used for design. After mounting micro PZT film piezoelectric cantilever on shaker, we measured the resonance frequency and a output voltage while making resonant frequency changed. The resonant frequency and the highest average power of the cantilever device were 110.2 Hz and 0.36 ${\mu}W$ each, at 0.8 g acceleration and 23.7 $k{\Omega}$ load resistance, respectively.

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

• 대한전기학회:학술대회논문집
• /
• 대한전기학회 2005년도 제36회 하계학술대회 논문집 C
• /
• pp.1853-1855
• /
• 2005

본 논문에서는 카메라폰용 광학줌(Optical zooming)과 자동초점조절장치(Auto Focusing, AF)에 쓰일 초음파모터를 제작하였다. 초음파모터의 제작 및 시뮬레이션은 유한요소해석 프로그램인 ATILA 5.2.1(Magsoft)를 사용하여 디자인설계에 따른 구동특성을 고찰하였고 세자된 초음파모터는 한쪽 면이 없는 사자형의 탄성체를 제작하였으며 탄성체의 양쪽 다리에 각각 압전체를 부착하였다. 또한 압전세라믹의 조성은 $0.9Pb(Zr_{0.51}Ti_{0.49})O_3$-$0.1Pb(Mn_{1/3}Nb_{1/3}Sb_{1/3})O_3$의 조성으로 설계하였고 시편의 제조는 7-layer로 적층하였다. 제작된 압전세라믹의 치수는 $6*2*0.35mm^3$ (길이*폭*두께)로 제작하였다. 또한 탄성체의 외형치수는 $10*10*2mm^3$ 제작하였으며 두께를 각각 0.3[mm], 0.5[mm], 0.8[mm]으로 변화시키며 제작하였다. 두께가 0.8[mm]인 경우 공진주파수 60.5[kHz]를 나타내었으며 초음파모터의 압전세라믹에 인가전압이 증가함에 따라 회전속도와 모터에 흐르는 전류는 증가하였다. 인가전압이 40[Vpp], 공진주파수는 60.5[kHz]일때 무게추를 달고 그때의 토크 및 효율을 측정하였다. 회전 속도는 토크가 증가함에 따라 거의 선형적으로 감소하였으며 효율은 토크에 따라 증가하다가 토크가 약 20(mNmm)일 때 약 28[%]로 최대치를 나타내었다.

• Journal of Welding and Joining
• /
• 제19권2호
• /
• pp.221-227
• /
• 2001

Based on the principle of complementary energy, an analytical method is developed which focuses on the end effects for determining thermal stress distributions in a three-layered beam. This method gives the stress distributions which completely satisfy the stress-free boundary conditions. A numerical example is given in order to verify this method. The results show that the present analytical solutions have the values of stress in excellent agreement with the solutions derived by other investigators. Using this method, the effects of the thickness of bond coat on the thermal stresses of a typical sprayed thermal barrier coating, which consists of IN738LC substrate, MCrAIY bond coat and ZrO$_2$-8wt%Y$_2$O$_3$top coat, were investigated.

• 한국분말재료학회지
• /
• 제8권3호
• /
• pp.186-191
• /
• 2001

Several fabrication processes, corresponding nanostructural features and multifunctionality as well has been investigated for oxide ceramic based nanocomposites with metal nanodispersion (i.e., ceramic/metal nanocomposites). Transition metal (Ni, Co, etc) dispersed alumina and zirconia based nanocomposites have been synthesized by reducing and hot-press sintering of ceramic and metal oxide mixtures prepared by several method. Improved fracture strength (1.1 and 1.9 GPa for $Al_2O_3/Ni$ and $ZrO_2/Ni$ nanocomposites, respectively) of these composites have been achieved according to their nanostructures. In addition, ferromagnetic characteristic has been kept. The variation of magnetization with an applied stress has found to be more sensitive as smaller as the magnetic metal dispersion is. This result thus suggests the possibility of fracture and/or stress sensing of the composites by simple magnetic measurement.

• 전기화학회지
• /
• 제10권4호
• /
• pp.283-287
• /
• 2007

한국에너지기술연구원에서는 중온 ($700{\sim}800^{\circ}C$) 작동용 연료극 지지체 평관형 SOFC 스택을 구성하는 단위 번들을 개발했다. 연료극 지지체 평관형 셀은 Ni/YSZ 서밋 연료극 지지체 튜브, 8몰% $Y_2O_3$ stabilized $ZrO_2$ (YSZ) 전해질, $LaSrMnO_3$ (LSM)과 LSM-YSZ composite 및 $LaSrCoFeO_3(LSCF)$로 구성된 다중층 공기극으로 구성됐다. 제조된 연료극지지체 평관형 셀은 유도 브레이징 법에 의해 페리틱 (ferritic) 금속 캡에 접합됐고, 공기극의 전류집전을 위해 공기극 외부에 Ag 선 및 $La_{0.6}Sr_{0.4}CoO_3(LSCo)$ paste를 이용했으며, 연료극의 전류집전은 Ni felt, wire, 그리고 paste를 이용했다. 단위 번들을 만들기 위한 연료극 지지체 평관형 셀의 반응 면적은 셀 당 $90\;cm^2$ 이었으며, 2개의 셀이 병렬로 연결되어 1개의 단위 번들이 됐고, 총 12개의 단위 번들이 직렬로 연결되어 스택을 구성한다. 공기 및 3%의 가습된 수소를 산화제 및 연료로 사용한 단위 번들의 운전 결과 최대 성능은 $800^{\circ}C$에서 $0.39\;W/cm^2$의 출력이 나타났다. 본 연구를 통해 연료극 지지체 평관형 SOFC 셀의 기본 기술과 KIER 만의 독특한 연료극 지지체 평관형 SOFC 스택을 구성하는 단위 번들의 개념을 확립할 수 있었다.