• 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.

• The Journal of the Acoustical Society of Korea
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• v.18 no.2
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• pp.18-24
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• 1999

In this paper, we have investigated on the development of ultrasonic speakers that have higher directivity and much wider bandwidth than those of conventional loudspeakers. For optimal structure of speaker, we have analyzed material properties and dimension of the piezoelectric element and the vibrating metal plate, and their support type as well as the housing case. Based on the design, we have fabricated ultrasonic speaker prototypes, measured their performance, and verified validity of the design theory. For higher sound pressure level, the ultrasonic array speaker prototype has been fabricated in the form of an array. The design and fabrication method worked in this paper can be utilized in development of various ultrasonic speakers with higher directivity and broader bandwidth.

• Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
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• 2002.05a
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• pp.259-262
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• 2002

This paper provides the experimental verification of a non-destructive time domain approach to examine structural damage. Time histories of the vibration response of structure were used to identify the presence of damage. Damage in a structure cause changes in the physical coefficients of mass density, elastic modulus and damping coefficient. This paper examines the use of beam like structures with PVDF sensor and PZT actuator to perform identification of those physical parameters, and hence to detect the damage. Experimental results are presented from tests on cantilevered composite beams damaged at different location and with damage of different dimensions. It is demonstrated that the method can sense the presence of damage, and characterize the damage to a satisfactory precision.

• The Journal of the Acoustical Society of Korea
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• v.31 no.8
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• pp.569-579
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• 2012

Typical Tonpilz type underwater acoustic transducers making use of piezoelectric ceramics detect the magnitude of an acoustic pressure, a scalar quantity, and convert this pressure into a proportional output voltage. The scalar sensor has no directional sensitivity. In this paper, we have proposed a new vector sensor based on the Tonpilz transducer structure, which is sensitive to both the magnitude and the azimuthal direction of an acoustic wave. Validity of this new design has been confirmed with analytic equations and finite element analyses.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.02a
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• pp.76-76
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• 2013

Scanning Tunneling Microscopy는 개인용컴퓨터가 보급되고, 저잡음 아날로그 칩들을 구할 수 있으며, 압전세라믹 기술이 발달하기 시작한 1981년 스위스 IBM Zurich 연구소에서 H. Rohrer와 G. Binnig 박사에 의하여 발명되었다. 이 발명 7~8년 이전 미국 표준연구원의 R. Young 박사도 비슷한 시도를 하였지만, 이 때는 제어할 수 있는 컴퓨터가 없었고, 조절 회로의 잡음 레벨도 컸으며, 역학적 진동도 커서 목적을 달성할 수 없었다. STM의 발명 후 32년이 지난 지금, 조절용 컴퓨터의 발전은 물론, 조절용 역되먹임 회로 또한 digital signal processor나 FPGA를 사용하는 형태로 변화하여 전기적 잡음도 현저히 감소하였다 [1,2]. 동시에 측정 에너지 해상도를 개선하기 위하여 세계적으로 여러 그룹이 장치를 1 K 이하에서 작동할 수 있게 제작하였고, 0.3 K에서 작동하는 상업용 제품도 등장하였다. 이 결과 에너지 해상도는 30 meV 에서 2~3 ${\mu}eV$ 감소하였고, 온도변화에 따른 측정 위치의 변화도 피할 수 있게 되었다. 터널링 검침의 화학적 성분을 흡착과 같은 방법으로 조절하여, 공간 해상도는 물론 에너지 해상도도 더욱 줄일 수 있게 되었고, 스핀에 민감한 터널링 제어도 가능하게 되었다. 이제는 금속, 반도체, 초전도체는 물론 분자, 거대분자, 나노 크기의 양자점등도 측정이 가능하게 되었다. 분자진동 측정이 가능하며, 분자의 성분 분석이 가능하게 되었고, 스핀의 전도와 관련된 제반 문제들을 연구할 수 있게 되었다. 지금부터 10년 동안에는 포논의 측정과 전자와 포논 exciton 등이 관여된 다체계 현상, 이들의 동역학적 현상이 측정 가능하게 되었다. 핵자기 공명도 시도되고 있으며 화학적 구명 및 원자들 사이의 결합도 측정 가능하게 될 것이다. 이제 STM은 초고 진공에서 작동하는 Atomic Force Microscopy와 함께 지금까지 고체물리학 실험 장치가 만들어 내지 못하던 새로운 결과를 도출해 낼 것으로 기대한다.

• Journal of the Korean Ceramic Society
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• v.23 no.1
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• pp.60-66
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• 1986

The effect of composition size of sintered body and electrode on resonant characteristics of the system $Pb(Mn_{1/3}Nb_{2/3})O_3 PbTiO_3-PbZrO_3$ has been decribed. Composition ranged from X=40 to X=55 diameter of sintered body ranged from D=6.5 to D=12.5(mm) and diameter of electrode ranged from De=5.5 to De=11 (mm) In the composition of morphotropic phase boundary antiresonant frequency (fa) dcreased slowly whereas resonant frequency (fr) decreased rapidly on the ground of this Δf(fa-fr) and electromechanical coupling fractor Kp increased and Qm showed low value. On the contrary in toward the composition of tetragonal and rhombo-hedral fa increased slowly whereas fr increased rapidly on the ground of this Δf and Kp decreased and Qm increased abruptly. Substance of the above statements have no concern with size of sintered body and ele-ctrode. The other side as the size of electrode decreased Qm fr, fa and Δf increased. Cm and Co dominantly affect the resonant frequency and antiresonant frequency.

• Journal of the Korean Society for Nondestructive Testing
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• v.23 no.1
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• pp.14-20
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• 2003

Piezoelectric ultrasonic transducers for high temperature contact measurement were developed. These high temperature ultrasonic transducers (HTUT) consisted of bismuth titanate piezoceramic element whose Curie temperature is higher than $600^{\circ}C$, a backing material of the mixture of tungsten powder and inorganic binder, an inner alumina tube, a wear Plate and a housing. The operational frequencies or the HTUT were 1.04 and 2.08 MHz, respectively. Various commercially available couplants for high temperature were evaluated and compared. As a couplant for high temperature ultrasonic testing between HTUT and test specimen, gold epoxy was selected. The peak amplitude of pulse-echo signals from steel test specimen decreased with increasing temperature. The operational temperature of the HTUT reached up to $500^{\circ}C$ at which the continuous contact measurement was possible.

• Proceedings of the Korea Association of Crystal Growth Conference
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• 1996.06b
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• pp.219-222
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• 1996

수열법은 밀폐용기중에서 10$0^{\circ}C$이상의 가열, 가압된 수용액이 반응에 관여하는 것으로써, 수정, CaCO3, AlPO4, GaPO4 등과 같은 단결정의 육성 뿐만 아니라 균일분산계로부터 균일한 결정성의 미립자 합성에도 폭넓게 이용되고 있다. 세라믹분말의 합성에 있어서, 이 방법은 특히 형상, 입자크기의 제어가 용이할 뿐만 아니라 고상법, 졸-겔법, 공침법에서와 같은 열처리, 분쇄과정이 필요없기 때문에 고순도의 초미립자를 얻을 수 있는 장점이 있다. 근년 미국, 일본에서는 수열법을 이용한 유전, 압전체 등 세라믹분말의 일부가 공업적인 규모로 대량 생산되고 있다. 그러나 이에 대한 국내 기술은 아직 초기단계에 이르고 있는 실정이다. 따라서 본 연구실에서는 수열법에 의한 단결정 육성 (예; 자수정, CaCO3, AlPO4, GaPO4, KTP, Emerald 등), 박막제조 (예; GaP, PbTiO3, BaTiO3 등), 정제 (고령토, 장석, 도석 등), 원석처리 (진주, 인공 emerald, 비취 등) 그리고 각종 세라믹분말의 합성 등과 같은 다양한 기반기술의 축적과 동시에 공업화에 대응한 수열장치를 위하여 반응용기의 대형화, 엄밀한 밀폐방식, 실용적인 수열조건 등을 개발해 오고 있다. 본 발표에서는 현재까지의 연구개발 내용 중에서 결정성 미립자에 관련한 세라믹분말의 합성에 대한 일부의 결과들을 보고한다. 일반적으로 수열장치는 전기로, 반응용기, 온도 및 압력제어계 등을 기본으로 하고 있으며 시판용의 대부분이 교반기가 부착된 수직형 (vertical type)이다. 이와 같은 방식에 있어서는 엄밀한 밀폐가 곤란, 반응온도의 한계성 (25$0^{\circ}C$ 이하), 증진율의 한계성 (소량생산) 등과 같은 점이 있기 때문에 본 연구실에서는 개폐식 전기로내에 엄밀한 밀폐가 가능한 수평식(horizontal type)의 반응용기를 채택한 뒤 이를 회전 또는 시이소(seesaw)식으로 움직일 수 있도록 하여 연속공정화, 온도구배의 자율조절 그리고 보다 저온에서도 인위적인 이온의 확산을 효율적으로 유도할 수 있도록 하였다. 이와 같은 방식은 기존의 방식과 비교하여 반응용기 내에 응집현상과 미반응물이 존재하지 않으며 또한 단분산으로 결정성 미립자를 대량적으로 얻을 수 있는 장점이 있었다. 다음은 이상과 같이 본 연구실에서 자체 개발한 수열장치를 이용하여 PbTiO3, (Pb,La)TiO3Mn, BaTiO3, ZnSiO4:Mn, CaWO4 등과 같은 세라믹분말에 대한 합성 실험의 결과이다. 압전성, 초전성이 우수한 PbTiO3 및 (Pb,La)TiO3:Mn 분말의 수열합성은 PbO, TiO2, La2O3 등의 분말을 출발원료로 하여 합성도도 25$0^{\circ}C$부근의 알카리성 용액중에서 결정성 PbTiO3 및 (Pb,La)TiO3:Mn 미립자를 단상으로 얻었으며 입자의 형상 및 크기는 합성온도와 수열용매의 종류에 의존하였다. 유전체로서 폭넓게 응용되고 있는 BaTiO3 분말은 Ba(OH)2.8H2O, TiO2와 같은 최적의 출발원료를 선택함으로써 15$0^{\circ}C$ 부근의 저온영역에서도 용이하게 합성할 수 있었다. 특히 본 연구에서는 수용성인 Ba(OH)2.8H2O를 사용함으로써 host-guest적인 반응을 유도시키는데 있어 물의 가장 실용적이고 효과적인 수열용매임도 알았다. ZnSiO4:Mn, CaWO4, MgWO4와 같은 형광체 분말은 공업적으로 고상반응 또는 습식법에 의해 얻어지고 있으나 이들 방법에 있어서는 분쇄공정으로 인한 형광특성의 저하와 같은 문제점이 있다. 따라서 본 연구에서는 수열법을 이용하여 이들 화합물의 합성을 시도하였으며 그 결과 합성온도 30$0^{\circ}C$ 부근의 알칼리성 용액중에서 수열적으로 얻어짐을 알았다. 여기서의 합성분말을 이용하여 실제 조명램프로 제조한 결과 녹색, 청색 발광용 형광체로서 우수한 형광특성을 나타내었다. 천연에서 소량 산출되고 있는 고가의 (Li,Al)MnO2(OH)2:Co 분말은 도자기의 전사지용 청색안료로써 이용되고 있다. 본 연구실에서는 LiOH.H2O, Al(OH)3, MnO2 등의 분말을 출발원료로 하고 24$0^{\circ}C$ 온도 부근 그리고 물을 수열용매로 하여 천연산에 필적하는 (Li,Al)MnO2(OH)2:Co 분말을 인공적으로 합성하였다.

• Journal of the Korean Vacuum Society
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• v.21 no.1
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• pp.36-40
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• 2012

We have developed the detection method of the resonance frequency of micro/nano mechanical resonator using optical method. The optical interferometery method enabled us to detect the displacement change of resonators within several nm scale. The micro mechanical resonator was produced by attaching a micro mechanical cantilever to a piezo ceramic. The mass of cantilever was increased by evaporating Au using electron beam evaporator and the mass variation was estimated by detecting the resonance frequency changes.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.34 no.3
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• pp.60-66
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• 2006

The purpose of this paper is to evaluate potential application of Lightweight Piezo-composite Actuator (LIPCA) to suppress vibrations of structures. The LIPCA, consisting of a piezoelectric layer, a carbon/epoxy layer and glass/epoxy layers, has advantages in terms of high performance, durability and reliability, compared to the bare piezoelectric ceramic (PZT) actuator. We performed two kinds of experiments on static actuation and active vibration suppression to investigate the actuation performances of the LIPCA and the bare PZT. We attached the actuator on one side and a strain gage on the other side of an aluminum beam. In the static actuation test, we evaluated the performance by comparing equivalent actuation moments of the LIPCA and the bare PZT due to the applied voltage. In the active vibration control test, control signals were generated to suppress the vibration of the beam by the PID control algorithm based on the measured strain signals. The performances were estimated based on settling times of the strain responses. It can be concluded that the LIPCA has better actuation performances than the bare PZT in active control of free vibration as well as static actuation.