• 제목/요약/키워드: 압전재

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복합재 패널에서 유도 탄성파를 이용한 이미지 기반 손상탐지 기법 개발 Part I. 손상위치 탐지 알고리즘 (Image Based Damage Detection Method for Composite Panel With Guided Elastic Wave Technique Part I. Damage Localization Algorithm)

  • 김창식;전용운;박정선;조진연
    • 한국항공우주학회지
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    • 제49권1호
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    • pp.1-12
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    • 2021
  • 본 논문은 복합재 패널에서 압전 작동기를 사용하여 탄성파를 생성하고, 손상에서의 반사된 신호를 압전 감지기에서 탐지하여 손상위치를 추정할 수 있는 알고리즘을 개발하였다. 손상이 없는 신호와 손상이 있는 신호를 비교하여 손상신호를 추정하는 진단적 접근방법을 사용하였다. 신호 상관관계를 이용하여 탄성파의 군속도를 계산하고 압전기 위치정보를 이용하여 손상정보를 추출하였다. 하지만 탄성파의 비선형 특성으로 인해, 손상정보는 다양한 신호의 조합으로 구성되기 때문에, 손상위치를 명확히 구별하기 어렵다. 이에 본 논문에서는 손상에서 반사된 신호정보를 신호 도달거리의 면적으로 변환해서 손상의 중심위치를 찾는 누적함수 특성벡터 알고리즘(CSFV, cumulative summation feature vector)을 새롭게 제안하고, 특성벡터를 손상지수와의 곱으로 표현하는 가시화 기법을 적용하였다. 또한 복합재 패널에서 실험검증을 수행하고, 기존의 알고리즘과의 비교를 통해 제안된 알고리즘이 정확도 높게 손상위치를 검출할 수 있음을 보였다.

원통형 압전신장기를 이용한 광섬유 음향센서의 신호안정화 (Signal Stabilization of Optical Fiber Acoustic Sensor Using a Cylindrical Piezoelectric Stretcher)

  • 이두희;조문재;서상준;은희준
    • 한국음향학회지
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    • 제8권1호
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    • pp.75-80
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    • 1989
  • 단일모드 광섬유를 이용하여 호모다인 검출방식으로 동작하는 Mach-Zehner 광섬유 간섭계를 구성하여 공기중 음압반응을 조사하였다. 광섬유 간섭계 센서가 직각조건에서 동작하도록 하기 위해 기준 광섬유에 원통형 압전신장기를 사용하는 신호안정화 장치를 제작하였다. 이는 온도변화나 주위환경의 영향에 관계없이 광섬유 간섭계 센서의 감도를 최대의 크기로 일정하게 유지시켜 준다.

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적층형 압전세라믹을 이용한 강압용 압전변압기의 설계 및 제조 (Design and Manufacture of Step-down Piezoelectric Transformers Multi-layered by Ceramic Sheets)

  • 정현호;이원재;김인성;송재성;박태곤
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2001년도 하계학술대회 논문집
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    • pp.680-683
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    • 2001
  • The output characteristics of step-down piezoelectric transformer is changed by a structure of layers. In this paper, we simulated output characteristics of multi-layer piezoelectric transformers with variation of output layers. Also, fabricated piezoelectric transformers were compared with simulated data. From simulated piezoelectric transformers, the output voltage decreased with increasing number of layers. From these results, piezoelectric transformers were made and the output electrical power of the transformers was measured at resonance frequency and at other frequency. The electrical power of transformers was measured on each transformer's resonance mode. However, measured value of 12-layed transformer's output power was smaller than that of 6-layered transformer's one. It is supposed that internal capacitance and reactance of the piezoelectric transformer's were effected in this result. Therefore we need to connect other road resistance and capacitance in output circuit, in order to increase electrical power of transformers.

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Dice & Fill 방식을 이용한 1-3 복합재 압전진동자 개발 및 압전특성 평가 (Development of 1-3 Piezo-Composites made by the method of "Dice & Fill" and Estimation of Their Piezoelectric Characteristics)

  • 김영덕;정우철;김광일;김흥락;김동수
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2000년도 하계학술대회 논문집
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    • pp.869-872
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    • 2000
  • The aim of present work was to fabricate the piezoelectric composite materials of low megahertz applications such as non-destructive testing of materials. Among all the various composites, those with PZT rods embedded in Spurrs epoxy with regular periodicity (1-3 connectivity) was fabricated by dice and fill method. The fabricated size of the PZT cell were 0.18X0.18, 0.28X0.28mm$^2$, respectively. And the volume ratio of the PZT cell were 52, 64%, respectively. The resonant frequency and anti-resonant frequency of the composites were 3.5 MHz and 4.3MHz, respectively. The piezoelectric coupling coefficient were about 38 and 37% and the mechanical quality factor were about 12.7 and 22. These value were very different from these of bulk PZT Plate.

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$Fe_2O_3$가 첨가된 $0.4Pb(Ni_{1/3}Nb_{2/3})O_3-0.6Pb(Zr_xTi_{1-x})O_3$ 세라믹스에서의 PZ/PT비 변화에 따른 유전 및 압전 특성 (Dielectric and Piezoelectric Properties of $Fe_2O_3$-Added $0.4Pb(Ni_{1/3}Nb_{2/3})O_3-0.6Pb(Zr_xTi_{1-x})O_3$ Ceramics with Variatior of Zr/Ti Ratio)

  • 백종후;임은경;김세기;이미재;지미정;최병현
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2005년도 하계학술대회 논문집 Vol.6
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    • pp.338-339
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    • 2005
  • 본 연구에서는 $Fe_2O_3$를 첨가한 $Pb(Ni_{1/3}Nb_{2/3})O_3-Pb(Zr_xTi_{1-x})O_3$ 세라믹스에서 Zr/Ti 비 변화에 따른 소결 및 압전, 유전특성을 조사하였다. $0.4Pb(Ni_{1/3}Nb_{2/3})O_3-0.6Pb(Zr_xTi_{1-x})O_3$+0.25Wt% $Fe_2O_3$ 계에서 Zr/(Ti+Zr)비(x)를 0.39에서 0.42까지 변화시킨 조성을 1100 - $1250^{\circ}C$ 온도에서 2시간 소결하여 이의 결정구조 및 미세조직을 분석하였고, 압전, 유전 특성 및 RAINBOW 액츄에이터로의 응용을 조사하였다. $1150^{\circ}C$에서 소결한 0.405 조성(x)에서 유전상수(${\varepsilon}r$) = 4669, 전기기계결합계수(kp) = 0.75, 압전상수($d_{33}$) = 810 pC/N의 우수한 특성 값을 나타내었으며, 닥터블레이드법에 의해 RAINBOW 액츄에이터를 제작하여 변위특성을 조사하였다.

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PVDF 필름을 이용한 연약점토지반의 배수능력의 향상 (Enhanced Capability of Drain in Soft Clays from PVDF Film)

  • 박지호;이성진;전영우;김영욱
    • 한국산학기술학회:학술대회논문집
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    • 한국산학기술학회 2010년도 추계학술발표논문집 1부
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    • pp.451-453
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    • 2010
  • PVDF(polyvinylidene fluoride) 필름은 압전특성을 가지며 음파에너지를 발생시키는 유연성 고분자필름이다. 이 연구에서는 기존 원통형 연직 배수재에 PVDF 필름의 음파에너지를 적용하여 점토의 미세입자가 배수재의 성능을 저하시키는 막힘현상(clogging)을 방지함으로써 배수재의 성능을 향상시키고, 압밀을 촉진시키고자 하였다.

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유도결합 플라즈마를 이용한 $Na_{0.5}K_{0.5}NbO_2$ 박막의 식각 특성 (Etching properties of $Na_{0.5}K_{0.5}NbO_2$ thin film using inductively coupled plasma)

  • 김관하;김경태;김종규;우종창;김창일
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2007년도 하계학술대회 논문집 Vol.8
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    • pp.116-116
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    • 2007
  • 21 세기에 접어들면서 인터넷을 통한 정보 통신의 발달과 개인 휴대용 이동 통신기기의 활발한 보급에 따라 휴대형 전자기기들의 소형화와 고성능화로 나아가고 있다. 이러한 전자기기에 사용될 IC의 내장 메모리 또한 집적화 및 고속화, 저 전력화가 이루어져야 한다. 이러한 전자기기들에 필수적인 압전 세라믹스 부품 중 압전 부저 및 기타 음향 부품등을 각종 전자기기와 무선 전화기에 채택함으로써 압전 부품에 대한 수요와 생산이 계속 증가할 것으로 전망된다. 이처럼 압전 세라믹스를 이용한 그 응용 범위는 대단히 방대하며, 현재 모든 압전 부품들은 PZT 계열 재료로 만들어지고 있고, 차후 모두 비납계열 재료로 대체될 것이 확실시된다. Pb의 환경오염은 이미 오래전부터 큰 문제점으로 인식되고 있었으며 그 일례로 미국의 캘리포니아 주에서는 1986년부터 약 800종의 유해물질, 그 중에서도 Pb 사용을 300ppm 이하로 규제하는 Proposition 65를 제정하여 실행하고 있다. 그리고 2003년 2월에 EU (European Union) 에서 발표한 전자산업에 관한 규제 사항중 하나인 위험물질 사용에 관한 지칭 (Restriction of Hazardous Substance, RoHS) 에 의하면, 2006 년 7월부터 전기 전자 제품에 있어서 위험 물질인 Pb을 포함한 중금속 물질(카드늄, 수은, 6가 크롬, 브롬계 난연재)의 사용을 금지한다고 발표하였다. 비록 전자세라믹 부품에 함유된 Pb는 예외 사항으로 두었지만 대체 가능한 물질이 개발되면 전자세라믹 부품에서도 Pb의 사용을 금지한다고 규정하였다. 더욱이 일본은 2005 년부터 Pb 사용을 금지시켰다. 이와 같이 Pb가 환경에 미치는 영향 때문에 비납계 강유전 물질 및 압전 세라믹스 재료에 대한 연구가 전 세계적으로 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 비납계 강유전체의 patterning을 위해서, NKN 박막을 고밀도 플라즈마원인 ICP를 이용하여 식각 mechanism을 연구하고, 식각변수에 따른 식각 공정을 최적화에 대하여 연구하였다. 가스 혼합비에 따라 식각 할때 700 W의 RF 전력과 - 150 V의 직류 바이어스 전압을 인가하였고, 공정 압력은 2 Pa, 기판 온도는 $23^{\circ}C$로 고정하였다. 식각 속도는 Tencor사의 Alpha-step 500을 이용하여 측정되었으며 식각 시 NKN 박막 표면과 라디칼과의 화학적인 반응을 분석하고 식각 메커니즘을 규명하기 위하여 XPS(x-ray photoelectron spectroscopy)를 사용하였다.

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압전 작동기가 포함된 스마트 복합재 평판의 유한 요소 해석 (Finite Element Analysis of Smart Composite Plates Containing Piezoelectric Actuator)

  • 한재흥;이인
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 1997년도 춘계학술대회논문집; 경주코오롱호텔; 22-23 May 1997
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    • pp.423-427
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    • 1997
  • Recently, distributed piezoelectric actuators have drawn attention due to their potential applicability within smart structures. Because they serve not only as active components but also passive components, it is difficult to estimate their characteristics accurately. In this study a finite element method based on layerwise theory has been formulated to analyze the characteristics of the distributed piezoelectric actuators. The present method has the capability to describe more refined strain distribution and more realistic boundary conditions.

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PZT 위상변조기를 이용한 광섬유 음향센서의 신호안정화

  • 서상준;이두희;조문재;은희준
    • 한국광학회:학술대회논문집
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    • 한국광학회 1988년도 광학 및 양자전자학 워크샵
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    • pp.112-116
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    • 1988
  • Homodyne 방식으로 동작하는 광섬유 간섭계 센서는 주위 온도의 변화나 진동등에 의하여 시노의 크기가 불규칙하게 변화된다. 따라서 광섬유 간섭계가 직작조건에서 동작하도록 하여 감도를 최대로 유지시켜야 한다. 본연구에서는 원통형 압전자소자에 단일모드 광섬유룰 감아서 변환율 K=1.07$\pi$/V의 위상변조기를 만들고, 이를 이용하여 능동위상추적(active phase tracking)방식의 신호안정화 장치를 제작하고 광섬유 간섭계 센서의 공기중 읍압반응을 조사하였다.

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