• Title/Summary/Keyword: 기계적 품질 계수

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Effects of Sr Substitution on the PSN-PMN-PZT Ceramics for High Frequency (고주파 필터용 PSN-PMN-PZT 세라믹스의 Sr 치환효과)

  • 오동언;민석규;류주현;박창엽;김종선;윤현상
    • Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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    • 2000.11a
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    • pp.229-233
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    • 2000
  • In this study, the temperature coefficient of resonant frequency($TCF_r$), dielectric and piezoelectric properties of $Pb_{1-x}Sr_x[(Sb_{1/2}Nb_{1/2})_{0.035}(Mn_{1/3}Nb_{2/3})_{0.065}(Zr_{0.49},Ti_{0.51})_{0.90}]O_3$ ceramics were investigated with the Sr substitution to Pb site. The dielectric constant was increased according to the increase of Sr substitution and electromechanical coupling factor($k_t$) also showed the highest values of 0.485 when the Sr substitution was 5 mol%. Moreover, the mechanical quality factor($Q_{mt}$) showed the highest value of 233 when the Sr substitution was 2 mol%.

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Piezoelectric and Ferroelectric Properties of Pb$[(Mn_{1/3}Sb_{2/3})_{0.04}\;Zr_x\;Ti_y]O_3$ Ceramics (Pb$[(Mn_{1/3}Sb_{2/3})_{0.04}\;Zr_x\;Ti_y]O_3$ 세라믹스의 압전 및 강유전특성)

  • Lee, Yong-Hyun;Cho, Jeong-Ho;Kim, Byung-Ik;Choi, Duck-Kyun
    • Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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    • 2007.11a
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    • pp.257-257
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    • 2007
  • 압전 액츄에이터의 효율적 작동을 위해서는 변위량이 크고 이력이 없으며 응답이 빠르고 온도특성이 좋아야 하는 등의 여러 조건들을 만족시켜야 한다. 따라서 본 실험은 압전 효율은 높이고 압전 손실은 낮추기 위하여 Pb$[(Mn_{1/3}Sb_{2/3})_{0.04}\;Zr_x\;Ti_y]O_3$, 세라믹스를 선정하였으며 Zr/Ti의 변화(x=0.47~0.5, y=0.46~0.49)에 따른 각각의 압전 특성 및 강유전 특성을 조사하였다. 일반적인 산화물 합성법을 이용하여 압전 분말을 제조하였고 EMAS standard(6001)에 근거하여 시편을 제조하였다. XRD 관찰결과 모든 조성에서 perovskite구조의 단일상만을 나타내는 소결체를 얻을 수 있었으며 FE-SEM 관찰결과 $1250^{\circ}C$의 소결시편이 $2-3{\mu}m$의 grain size를 갖는 치밀한 미세구조를 나타내었다. 가장 우수한 압전특성을 나타내는 조성은 Zr/Ti의 비가 0.485/0.475 조성이었으며 그때의 전기기계 결합계수(Kp) 값은 62.5%였고, 기계적 품질계수(Qm) 값은 1004였다.

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Finite Element Analysis of piezoelectric transformer (압전 변압기의 유한 요소 해석)

  • Joo, Hyun-Woo;Lee, Chang-Hwan;Jung, Hyun-Kyo
    • Proceedings of the KIEE Conference
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    • 2001.04a
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    • pp.153-155
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    • 2001
  • 본 논문에서는 유한 요소법을 이용하여 계산한 압전체의 임피던스 및 기계적인 변위값을 실험적으로 검증하였으며 이를 압전 변압기에 적용하여 압전 변압기의 공진 특성 즉 전기적인 임피던스 및 공진 모드를 해석하였다. 압전 변압기가 공진 모드에서 동작될 때 압전체의 손실을 결정하는 인자인 기계 품질 계수($Q_m$) 및 유전 손실 인자( $tan{\delta}$)를 유한 요소법을 통해 계산하였으며 이를 이용하여 압전 변압기의 기계적인 진동에 의한 손실 및 유전 손실을 계산하였다.

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Rapid sintering of PZT piezoelectric ceramics by using microwave hybrid energy (마이크로파 에너지를 이용한 PZT 압전세라믹스의 급속소결)

  • 홍성원;채병준;홍정석;안주삼;최승철
    • Journal of the Korean Crystal Growth and Crystal Technology
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    • v.5 no.2
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    • pp.135-141
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    • 1995
  • Abstract The sintering behavior and the electrical properties of sintered PZT ceramics using 2.45 GHz microwave energy were investigated. The ceramics were sintered between $1050 ~ 1130^{\circ}C$ for 5 min. Sintered body with high density and good electrical properties were achieved as the sintering temperature increases. Above $1090^{\circ}C$, however, the bulk density was decreased due to the volatilization of PbO component, and also electrical properties were decreased. The relative dielectric constant, mechanical Quality factor, electro- mechanical coupling factor of microwave sintered body at $1090^{\circ}C$ without PbO atmosphere were 1900, 80, 0.53 respectively, which were comparable to conventional sintering values. The sintering process completed within 20 min using microwave hybrid energy. The processing time and the amount of energy con-sumption could be reduced by microwave hybrid energy assisted rapid sintering.

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Prediction of Sensory Properties for the Stirred-type Fruit Yogurts by Instrumental Measurements (기계적 측정에 의한 호상요구르트의 관능특성 예측)

  • Oh, Se-Jong;Sim, Jae-Hun;Hur, Jae-Kwan;Shin, Jung-Gul;Kim, Sang-Kyo;Baek, Young-Jin
    • Korean Journal of Food Science and Technology
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    • v.25 no.6
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    • pp.620-625
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    • 1993
  • This experiment was carried out to predict the sensory properties of yogurt by instrumental methodology. Sensory attributes such as viscosity, mouth-feel, taste and quality were investigated. Instrumental parameters were measured with refractometer, viscometer, consistometer and rheometer. Sensory data showed that viscosity of peach yogurt was higher than that of strawberry and tropical-fruit-mixed (TFM) yogurts (p<.05). All instrumental parameters of peach yogurt were higher than those of strawberry and TFM yogurts, except cohesiveness and elasticity (p<.05). Viscosity measured by panelists was significantly correlated with instrumental viscosity, consistency, hardness, adhesiveness and gumminess in the fruit yogurts (p<.05). But mouth-feel and quality of yogurts showed poor relationships with instrumental parameters. The effective instrumental parameters for predicting sensory viscosity ($Y_{1}$) of yogurts were consistency ($X_{1}$), viscosity ($X_{2}$) and cohesiveness ($X_{3}$). And those for predicting mouth-feel ($Y_{2}$) were consistency. The estimated regression equations were as follows; $Y_{1}=4.968-0.0486X_{1}+0.00012X_{2}+0.0348X_{3},\;Y_{2}=5.701+0.0154X_{1}$.

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Indoor Air Condition Measurement and Regression Analysis System Through Sensor Measurement Device and Gated Recurrent Unit (센서 측정기와 회로형 순환 유닛(GRU)을 이용한 실내 공기 품질 측정 및 추세 예측 시스템)

  • Ahn, Jaehyun;Shin, Dongil;Kim, Kyuho;Yang, Jihoon
    • KIPS Transactions on Software and Data Engineering
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    • v.6 no.9
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    • pp.457-464
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    • 2017
  • Indoor air quality analysis is conducted to understand abnormal atmospheric phenomena and the external factor affecting indoor air quality. By recording indoor air quality measurements periodically, we are able to observe patterns in air quality. However, it difficult to predict the number of potential parameters, set parameters for a given observation and find the coefficients. Moreover, the results are time-dependent. Thus to address these issues, we introduce a microchip capable of periodically recording indoor air quality and a model that estimates atmospheric changes based on time series data.

Dielectric and piezoelectric properties of the PSS-PT-PZ ceramics doped with $La_2$O_3 ($La_2$O_3가 첨가된 PSS-PT-PZ 세라믹의 유전 및 압전특성)

  • 이성갑;박인길;류기원;이영희
    • Electrical & Electronic Materials
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    • v.5 no.2
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    • pp.198-206
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    • 1992
  • (P $b_{1-x}$L $a_{x}$)[(S $b_{1}$2/S $n_{1}$2/) $Ti_{y}$ Z $r_{1-y}$] $O_{3}$(0.leq.x.leq.0.04, 0.25.leq.y.leq.0.40) 세라믹을 1250[.deg.C]에서 2시간동안 유지시켜 일반 소성법으로 제작하였으며 조성 및 L $a_{2}$ $O_{3}$첨가량에 따른 구조적, 압전적 특성을 관찰하였다. L $a_{2}$ $O_{3}$의 첨가량이 3-4[mol%]인 경우 La-rich의 pyrochlore상이 형성되었다. 시편의 평균결정립 크기는 1-2[.mu.n]의 크기를 나타내었으며 PbTi $O_{3}$조성이 증가함에 따라 다소 감소하는 경향을 나타내었다. 각 조성의 시편에 대해 PbTi $O_{3}$ 및 L $a_{2}$ $O_{3}$의 첨가량이 증가할수록 유전상수는 증가하는 경향을 나타내었으며 상전이 온도인 큐리온도는 PbTi $O_{3}$조성이 감소할수록 L $a_{2}$ $O_{3}$첨가량이 증가할수록 감소하는 경향을 나타내었다. 압전 전하계수 및 전기기계 결합계수는 L $a_{2}$ $O_{3}$첨가량 및 PbTi $O_{3}$조성에 따라 증가하였으며 L $a_{2}$ $O_{3}$가 4[mol%]첨가된 0.10PSS-0.40PT-0.50PZ 시편에서 각각 250x$10^{-12}$[C/N], 29.7[%]의 최대값을 나타내었다. 기계적 품질계수는 L $a_{2}$ $O_{3}$첨가량 및 PbTi $O_{3}$조성이 증가할수록 감소하는 경향을 나타내었으며 0.10PSS-0.25PT-0.65PZ 시편에서 138의 최대값을 나타내었다.다.

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A study on the piezoelectric characteristics of 0.05PAN-0.95PZT ceramics with additive (첨가제에 의한 0.05PAN-0.95PZT계 세라믹의 압전특성에 관한 연구)

  • 김현철;허석현;김진섭;임인호;배선기
    • Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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    • 2000.07a
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    • pp.419-422
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    • 2000
  • This paper was to measure the structure, piezoelectric properties of 0.05Pb($A1_{0.5}$$Nb_{0.5}$)-0.95Pb($Zr_{0.52}$$Ti_{0.48}$)$O_3$ ceramics dopped with additive after creating the specimens with a general method. It is shown that X-ray diffraction pattern variation of lines (200) have tendency to move in simple peak by addition of additive. According to the increase of $Cr_2$$O_3$, tetragonality hardly have variation, according to the increase of $Fe_2$$O_3$, tetragonality decreased on the whole. According to dopping with $Cr_2$$O_3$ and $Fe_2$$O_3$, electromechanical factor(kp) largely increased, in case of sintering at $1200^{\circ}C$ kp was maximum value of 40.04[%] at $Cr_2$$O_3$ 0.3wt%, and maximum value of kp 42.9 [%] at $Fe_2$$O_3$, 0.9wt%. In case of sintering at 120$0^{\circ}C$, mechanical duality factor(Qm) was maximum value of Qm 268.8 at $Cr_2$$O_3$, 0.9 wt%.

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Dielectric and Piezoelectric Properties of Li-Substituted $(K_{0.5}Na_{0.5})(Nb_{0.96}Sb_{0.04})O_3$ Ceramics (Li 치환에 따른 $(K_{0.5}Na_{0.5})(Nb_{0.96}Sb_{0.04})O_3$ 세라믹스의 유전 및 압전 특성)

  • Seo, Byeong-Ho;Oh, Young-Kwang;Yoo, Ju-Hyun;Yoon, Hyun-Sang;Hong, Jae-Il
    • Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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    • 2010.06a
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    • pp.307-307
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    • 2010
  • 최근 유한연료의 고갈로 인해 세계 유가가 불안정 됨으로서 대체 에너지에 대한 연구가 많이 진행 되고 있다. 특히 압전 소자를 이용한 에너지 하베스팅은 압전 역효과를 이용한 것으로서 주변에서 무의미하게 버려지는 진동이나 바람, 열 에너지를 실 생활에 사용할 수 있는 전기 에너지로 변환할 수 있는 유망한 기술 중 하나이다. 이러한 에너지 하베스팅 기술은 일본과 같은 선진국에서 이미 지하철 및 일반 다리와 같이 진동이 극히 많은 곳에서 응용되고 있다. 이러한 에너지 하베스팅 기술을 응용 하려면 전압출력 계수($g_{33}$)가 높아야 한다. 이것은 압전 d 상수와 유전상수에 영향을 많이 받는 것으로 알려져 있다. 현재가지 응용되는 압전 하베스팅 조성은 Pb(Zr,Ti)$O_3$ (PZT)를 기초로한 세라믹이 응용되고 있다. Pb(Zr,Ti)$O_3$ (PZT) 세라믹은 Morpohotropic phase boundary(MPB)에서 전기기계 결합계수 (kp) 와 기계적 품질계수 (Qm) 이 각각 0.5와 500으로 우수한 특성을 나타낸다. 또한 큐리온도 (Tc) 도 $400^{\circ}C$로 온도 안정성 또한 높다. 하지만 $1000^{\circ}C$ 이상에서 소결하는 PbO는 소결 중 급격한 휘발로 환경적 오염 뿐 아니라 특성의 저하를 야기시킨다. 그래서 몇몇 나라에서는 그 사용을 제한하고 점차적으로 사용을 줄여 나가고 있는 동시에 PbO가 첨가되어 있지 않은 Lead-Free 세라믹의 연구가 많이 진행되고 있다. Lead-Free 세라믹 중 alkaline niobate를 기초로 한 페로브스카이트 구조의 ($Na_{0.5}K_{0.5})NbO_3$ (NKN) 은 PbO를 기초로 한 세라믹을 대체할 유망한 후보자 중 하나이다. 하지만 NKN세라믹의 K 성분의 조해성 및 고온에서의 휘발로 인해 일반 적인 소결 방법으로는 고밀도의 세라믹을 얻기 매우 어렵다. 그래서 Hot pressing, Hot forging, RTGG(Reactive Template Grain Growth), SPS(Spark plasma Sintering)와 같은 특별한 소결 법을 이용하거나 $K_8CuNb_4O_{23}$(KCN) 이나 $K_{5.4}Cu_{1.3}Ta_{10}O_{29}$(KCT) 등을 첨가하여 그 소결성을 향상 시키는 방법도 있다. 또한 압전 d상수를 향상 시키기 위해 $Nb_2O_5$나, $La_2CO_3$, $CeO_2$, $Li_2CO_3$ 등을 치환함으로써 압전 d상수를 향상 시켜 전압출력 계수를 높이는 연구 또한 많은 보고가 되어 있다. 특히 $Li_2CO_3$의 첨가는 일반 적인 소결 방법으로도 밀도의 조밀함을 향상 시켜 그에 따른 높은 유전율과 전기기계 결합계수, 압전 d상수를 가져 많은 연구가 되어지고 있다. 그래서 본 연구에서는 일반적인 ($K_{0.5}N_{0.5})_{1-x}Li_x(Nb_{0.96}Sb_{0.04})O_3$ + 0.2mol%$La_2O_3$ + 1.2mol%$K_8CuNb_4O_{23}$ 세라믹에 x(=Li) 치환에 따른 유전 및 압전특성을 조사하였다.

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NKNLTS 비납계 압전체의 도핑원소에 따른 특성평가

  • Lee, Yun-Gi;Park, Eun-Hye;Ryu, Seong-Rim;Gwon, Sun-Yong
    • Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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    • 2009.11a
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    • pp.83-83
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    • 2009
  • 우수한 압전성을 가지는 PZT는 인체에 유해한 다량의 PbO을 함유하여 심각한 환경문제를 야기함은 물론 제조 공정 중 PbO 휘발 억제 시설 구비에 따른 경제적 부담 등 문제점이 지적되었다. 따라서 환경오염 및 가격경쟁력을 갖추기 위해 현재 무연 조성 세라믹스에 대한 많은 연구가 진행되고 있다. 최근 비납계 압전 세라믹의 연구는 비스무스 레이어형과 페로브스카이트 형 비납계 세라믹스의 연구가 활발히 진행되고 있다. 특히 $(Na,K)NbO_3$ 계는 페로브스카이트 구조를 가지는 비납계 세라믹으로 현재 많은 연구가 진행되고 있다. 이 물질은 PZT계와 유사하게 상전이(morphotropic phase boundary:MPB)영역을 가지고 있 으며 이 영역에서 높은 압전 특성을 보여주고 있다. 최근 $Na_{0.5}K_{0.5}NbO_3$$LiTaO_3$를 치환하여 우수한 압전 특성을 지니는 조성이 개발되고 있지만, 보통 소성법으로 제조된 세라믹스는 PZT계 세라믹스와 비교하여 특성이 떨어진다. 본 연구에서는 압전성이 우수한 $(Na_{0.44}K_{0.52}Li_{0.44})(Nb_{0.90}Sb_{0.06}Ta_{0.04})O_3$ 조성에 도너 도핑과 억셉터 도핑을 한 다음 전기기계결합계수, 압전상수, 유전상수의 변화를 평가하고, hardener 와 softener 특성이 본조성에서 나타나는지를 관찰하였다. 실험방법은 보통 소성법을 사용하였으며, 분쇄와 혼합은 직경 3 mm zirconia ball을 사용하여 볼밀 하였다. $850^{\circ}C$ 에서 5h 하소 후 $1100{\sim}1200^{\circ}C$ 에서 소결하고, 두께 1 mm로 연마한 다음 silver paste를 $650^{\circ}C$ 에서 소부하여 전극을 형성하였다. 제작된 시편은 $90^{\circ}C$의 실리콘유에서 3~4 kV/mm의 전계를 가해 20분간 분극 처리를 수행하였다. 제작된 시편의 압전전하 상수 값은 d33-meter(APC-8000)를 이용하여 측정하였고, 유전율, 전기기계결합계수 및 기계적품질계수 등은 임피던스 분석기 (impedance/gain phase analyzer)를 이용하여 특성을 측정 하였다. 또한 전압-분극 특성의 평가에는 강유전특성 측정기(ferroelectric tester: Precision-LC, Radiant Technologies, USA)를 이용하였다.

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