• Proceedings of the KIEE Conference
• /
• 1999.11d
• /
• pp.885-887
• /
• 1999

The piezoelectric ceramic resonator using length extensional vibration rather than contour extensional vibration in terms of the size is suitable for personal portable communication. In this paper, $Pb(Zr_{x}Ti_{l-x})O_{3}$ + r[wt%]$Cr_{2}O_{3}$ ceramics, x=0.56, 0.53, 0.50 (ie, Zr/Ti ratios = 56 /44, 53/47, 50/50) r=0, 0.3[wt %], were fabricated. Temperature stability of length extensional vibration mode of those specimens was investigated. Both crystal structure with rhombohedral phase in the case of no addition of $Cr_{2}O_{3}$ and crystal structure with morphotrophic phase boundary in case of additions of 0.3[wt %]$Cr_{2}O_{3}$ had the vest temperature stability and improved temperature stability through thermal aging.

• Journal of the Korean Society for Nondestructive Testing
• /
• v.22 no.4
• /
• pp.354-360
• /
• 2002

The piezoelectric composites had many advantages in comparison with conventional piezoelectric ceramics and piezopolymers for ultrasonic transducers used in NDT and in medical ultrasionic imaging. The electromechanical coupling coefficient should be high and the acoustic impedance should be low in these applications. However, the cross-coupling with spurious oscillations caused by laterally running plate waves exhibited complex motions in the surface of piezoelectric composites with coarse lateral spatial scale. The thickness mode electromechanical coupling coefficient of 1-3type of piezoelectric compoistes were 0.36 to 0.64, and the acoustic impedance of them were 9.8 to 22.7 MRayl. The lateral resonance frequency of 1-3 type piezoelectric composites shifted to high frequency region with decreasing lateral spatial scale.

• The Proceedings of the Korean Institute of Illuminating and Electrical Installation Engineers
• /
• v.10 no.6
• /
• pp.88-95
• /
• 1996

The ultrasonic motor(USM) has good characteristics such as compact size, silent motion, high speed responce, low speed and high torque. The USM is driven by 2-phase AC electricity. The control parameters of USM are voltage, phase, and frequency of input powers, etc. In this paper, a voltage difference control is proposed. The voltage difference control has more advantage than phase difference control. Specially, current and power is lower than that of phase difference control. For this voltage diffrence control, we designed USM controller to adjust volatage and phase using PLSI(Programmable Large Scale Integration).

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
• /
• 2008.11a
• /
• pp.206-206
• /
• 2008

압전소자를 이용한 초음파 모터는 전자기적 원리로 동작하는 기존의 모터에 비해 구조가 간단하고 소형, 경량화가 가능하며 저속에서 큰 토크가 가능하고 ${\mu}m$단위 까지 정밀제어가 가능하다는 장점 등으로 인해 그 응용분야가 점차 확대되고 있다. 초음파 모터의 원리는 수평과 수직방향에서 변위가 타원형 운동을 형성하는 것이다. 따라서 선택한 타원운동의 방식에 의해서 모터의 형상이 달라진다. 초음파 모터는 액츄에이터를 사용하여 만들기 때문에 액츄에이터의 특성은 모터의 타원변위나 토크에 영향을 미친다. 단판형 액츄에이터에 비하여 적층 액츄에이터는 입력 임피던스를 낮추어 낮은 구동전압에서 구동이 가능하며 큰 변위와 토크를 발생하기 때문에 진동자의 수명 향상과 구동전압을 낮추기에 적합하다. 적층 액츄에이터는 변위량이나 응력 등을 개선하기 위해서 전기기계 결합계수(kp) 및 압전 d상수가 큰 재료가 요구되며, 고전압에서 장시간 구동 시 마찰에 의한 열손실을 감소시키기 위해 높은 기계적 품질계수(Qm)를 가져야한다. 적층 시 내부전극으로 사용하는 Pd, Pt가 함유된 전극은 가격이 비싸 제조비용을 상승시킨다. 상대적으로 값싼 Ag전극을 사용하면 비용절감을 할 수 있지만 융점이 낮아서 저온소결이 불가피하다. 따라서, 특성이 우수한 적층 액츄에이터를 제조하기 위해서 저손실, 저온소결 할 수 있는 액츄에이터 재료가 필요한 실정이다. L1-B4 혈 선혈 초음파 모터는 L1모드와 B4모드의 공진 주파수가 일치하여야 큰 변위를 얻을 수 있는데 이전의 논문에서 Atila를 이용한 시뮬레이션 결과를 분석한 봐 있다. 적층 액츄에이터의 층수를 5,7,9,11,13,15층으로 하여 L1-B4모드에서의 공진주파수를 비교한 결과 13 층일 때 두 모드가 비슷한 공진주파수를 보였고, 티원변위궤적도 다른 층수에 비해 크게 나타났다. 본 연구에서는 시뮬레이션 결과 가장 좋은 특성을 보인 13층 액츄에이터로 선형 초음파 모터를 제작하였다. 또한, 액츄에이터는 압전 및 유전특성이 우수한 저온소결 PZW-PMN-PZT세라믹을 이용하여 제작하였고, 내부전극으로 Ag전극을 사용하였다. 제작된 13 층 선형초음파모터를 가지고 프리로드 및 전압에 따른 속도를 조사하였고, 시뮬레이션 결과와 비교해 보았다.

• Journal of the Korean Ceramic Society
• /
• v.37 no.3
• /
• pp.256-262
• /
• 2000

The dielectric properties of complex perovskite ($Pb_{1-x}Ca_{x}$)($Fe_{0.5}Ta_{0.5}$)$O_{3}$ with >($0.5{\le}x{\ge}0.65$ were investigated at microwave frequencies. Dilectric constant decreased with increasing Ca content, and was directly proportional to the cube of average ionic ra야 of A-site. For the specimen of x=0.6 sintered at $1250^{\circ}C$ for 3 h in air, dielectric constant (k) of 63, QF of 11000 GHz, and the temperature coefficient of resonant frequency(TCF) of -14ppm/$^{\circ}C$ were obtained. As Ca content increased, TCF of the specimen negatively increased due to the reduction of the tolerance factor(t). Changes in intrinsic loss with varying Ca content was investigated by the infrared reflectivity spectra ranging 50 to 4000 $cm^{-1}$, which were calculated by the Kramers-Kronig analysis and classical oscillator model. The relative tendency of microwave dielectric properties of the ($Pb_{1-x}Ca_{x}$)($Fe_{0.5}Ta_{0.5}$)$O_{3}$ specimens calculated from the reflectivity data were in good agreement with the results by the post resonant method.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
• /
• 2008.11a
• /
• pp.174-174
• /
• 2008

초음파를 이용하여 액체 연료를 분사하면 균일한 입경과 미립화가 우수하며 에너지 절약과 공해방지등을 할 수 있다. 또한 유속과 유량에 관계없이 이용할 수 있어 반도체 분야의 웨이퍼와 평판 표시기상에 사진 석판용 화학물질의 균일도포 컴퓨터 하드 디스크의 광택제 도포등에 사용할 수 있다. 이처럼 초저의 유출 용량을 요구하는 모든 공정 및 액체연료의 분사가 요구되는 모든 산업에 적용할 수 있는 장점을 가지고 있다. 하지만 현제까지 주로 사용되고 있는 초음파노즐의 액츄에이터는 단판액츄에이터형로 높은 교류전압을 인가해주어야 하는 단점을 가지고 있다. 이 단점을 해결하기 위해 적층액츄에이터형을 사용하여 초음파 노즐 구동하면 낮은 교류 입력전압에서도 단판액츄에이터형 초음파 노즐과 같은 특성을 가질 수 있다. 또한 초음파 노즐의 구동시 기계적인 진동을 이용하므로 많은 열을 발생시켜 노즐의 온도가 상승하여 세라믹 액츄에이터에도 그 영향을 미치게 되어 열적 열화 현상이 일어날 수 있기에 높은 큐리온도를 가지는 액츄에이터가 필요하다. 본 실험에서는 $Pb(Mn_{1/3}Nb_{2/3})_{0.02}(Ni_{1/3}Nb_{2/3})_{0.12}(Zr_{0.50}Ti_{0.50})_{0.86}O_3$ 조성을 사용하여 $900^{\circ}C$의 저온에서 액상 소결하여 적층혈액츄에이터를 제작하였으며 압전 및 유전 특성을 조사하였다. 제작된 초음파노즐을 구동하기 위해서는 약 36kHz의 30V이상의 교류입력전압 할 수 있는 구동회로가 필요로 한다. 압전액츄에이터의 구동을 위해서는 정확한 정현파 입력이 필요 없다. 압전액츄에이터의 특성상 유사 정현파 입력 만으로도 임피던스 매칭이 이루어지기 때문에 설계가 쉽고 간편한 Push-Pull 방식을 이용한 PWM인버터를 사용하였고 인버터의 출력 주파수를 34~38kHz까지 가변 할 수 있게 설계하였다. 제작된 적층액츄에이터형 초음파 노즐을 PWM인버터로 실제 액체 연료인 경유를 분사하였을 때의 액츄에이터의 온도 변화에 따른 공진주파수와 온도 의존성, 전기적 특성을 조사하고 미립화 분사되는 경유의 미립자 크기 및 최대 분사량을 조사 하였다.