• Composites Research
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• 제35권3호
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• pp.134-138
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• 2022

본 연구에서는 기존 폴리머 콘크리트의 진동 감쇠 효과를 향상시키기 위해 압전 재료 중 하나인 PZT 파우더를 첨가하여 티타늄 파우더/폴리머 콘크리트 복합재료를 제작하였다. 티타늄 파우더는 압전 효과를 이용한 진동특성 변화를 극대화하기 위해 일정한 비율로 유지하였고, PZT 파우더를 첨가하지 않은 시편, PZT 파우더를 2.5 wt%, 5 wt% 첨가한 세 가지 종류의 복합재료 시편을 제작하였으며, 모든 시편에 대해 진동 특성 및 압축 물성 분석을 진행하였다. 그 결과, PZT 파우더 첨가 비율이 높아질수록 티타늄 파우더/폴리머 콘크리트에서 발생한 진동이 전달될 때 압전 효과로 인해 공진주파수에서 전달 함수 Inertance 값이 작아지는 것을 확인하였고, 특히 PZT 파우더 5 wt% 첨가 시편의 경우, 공진주파수에서 Inertance 값은 PZT가 첨가되지 않은 시편에 비해 약 19.3% 감소하는 것으로 나타났다. 시간에 따른 가속도 변화 폭 역시 PZT 파우더가 첨가됨에 따라 크게 감소하는 것으로 나타나 PZT 첨가에 따른 효과를 확인할 수 있었다. 또한, 압축강도 시험을 통해 5 wt%까지의 PZT 첨가에 의한 압축 물성 저하 정도는 미미한 것으로 나타났고, 시편 단면 분석을 통해 파우더가 고르게 분산된 것을 확인하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권7호
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• pp.387-392
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• 2019

본 연구에서는 볼트 접합부 건전성 모니터링을 위하여 이중(dual) 압전재료 기법인 전달 임피던스 기법(transfer impedance technique)을 이용하여 볼트 이완을 탐지할 수 있는 기법을 연구한다. 전달 임피던스 기법에서는 하나의 압전재료가 탄성파를 가진하고 다른 압전재료가 이를 센싱함으로서 결함 등에 의한 탄성파 전파의 변화를 감지한다. 한편, 단일 압전재료 기법을 이용하기 위해서는 고가의 임피던스 분석기(impedance analyser)를 이용해야 하지만, 전달 임피던스 기법은 임피던스 분석기를 대체하여 일반적인 함수발생기(function generator)와 디지털 멀티미터(digital multimeter)를 이용한 결함탐지가 가능하기 때문에 저비용의 결함탐지를 수행할 수 있다. 고력볼트 접합부로 구성된 강판 프레임 실험체를 제작하고, 볼트의 조임력을 단계적으로 감소시키며 실험을 수행하였다. 전달 임피던스 기법을 이용하여 손상지수를 구하였고 이를 이용하여 결함 유무를 합리적으로 판정할 수 있었으며, 볼트 이완의 정도가 커질수록 손상지수가 증가함을 알 수 있었다. 동일한 실험체에 대하여 임피던스 분석기를 이용한 단일 압전재료 기법에 대한 실험을 수행하여 결과를 비교하였는데, 결함정도가 커질수록 손상지수가 모두 증가하는 유사한 경향을 보였다. 즉, 고가의 임피던스 분석기를 배제하고 저비용으로 볼트 접합부의 결함상태 추정이 가능한 것으로 판단된다. 향후 결함위치 및 정도를 판정할 수 있는 연구가 추가된다면 볼트 접합부 건전성 모니터링에 효과적으로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 센서학회지
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• 제6권1호
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• pp.1-5
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• 1997

La가 첨가된 $PbTiO_{3}(PLT)$ 박편을 이용하여 압전효과에 대한 보상이 이루어진 고감도 초전형 적외선 센서를 제작하였다. 센서는 두 개의 $1{\times}2\;mm^{2}$의 cell을 인접하게 나란히 설치하고 적절히 전극을 배열한 이중소자 형태로 제작하였으며, 제작된 센서는 단일 소자형 센서에 비하여 잡음 특성이 향상되어 신호대 잡음비가 350에 이르렀다. 나아가 2400 V/W 이상의 전압감도, $4.6{\times}10^{-8}\;C/cm^{2}K$의 초전계수 및 $4.2{\times}10^{-11}\;Ccm/J$의 전압 성능지수와 8.7 msec의 작은 열시상수 특성들을 보였다. 제작된 초전형 적외선 센서는 적절한 매치를 통하여 인체의 이차원적 이동방향의 감지에 응용할 수 있음을 실험을 통하여 확인하였다.

• 한국기계가공학회지
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• 제14권4호
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• pp.73-84
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• 2015

Electricity generation using fossil fuels has caused environmental pollution. To solve this problem, research on new renewable energy sources (solar, wind power, geothermal heat, etc.) to replace fossil fuels is ongoing. These devices are able to generate power consistently. However, they have many weaknesses, such as high installation costs and limits to possible setup environments. Therefore, an active study on piezoelectric harvesting technology that is able to surmount the limitations of existing energy technologies is underway. Piezoelectric harvesting technology uses the piezoelectric effect, which occurs in crystals that generate voltage when stress is applied. Therefore, it has advantages, such as a wider installation base and lower technological costs. In this study, a piezoelectric harvesting device imitating seaweed, which has a consistent motion caused by fluid, is used. Thus, it can regenerate electricity at sea or on a bridge pillar, which has a constant turbulent flow. The components of the device include circuitry, springs, an electric generator, and balancing and buoyancy elements. Additionally, multiphysics analysis coupled with fluid, structure, and piezoelectric elements is conducted using COMSOL Multiphysics to evaluate performance. Through this program, displacement and electric power were analyzed, and the actual performance was confirmed by the experiment.

• 비파괴검사학회지
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• 제30권4호
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• pp.359-366
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• 2010

램파를 구조물 안전진단(structural health monitoring, 이하 SMH) 기법에 효과적으로 적용하기 위해서 구조물의 손상과 램파간의 물리적 특성 및 상호관계를 정확히 이해하는 것이 중요하다. 본 연구에서는 modal decomposition 방법을 이용하여 비대칭 불연속면에서 램파의 투과와 반사, 모드 변이를 모사하고, 그 진폭 비율을 불연속면의 깊이에 따라 예측하였다. 또한 이론적으로 예측된 결과를 압전센서(PZT)를 모사한 유한요소법(FEM) 모델과 실험을 통해 검증하였다. 그 결과, modal decomposition 방법을 이용한 이론적 예측이 압전센서를 이용한 유한요소 해석 및 실험 결과와 근접한 것을 확인하였으며, 불연속면의 깊이에 따른 램파의 반사와 투과, 모드 변이의 양을 이용하여 손상의 크기를 정량적으로 측정할 수 있는 방법을 제안하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제35권3호
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• pp.218-224
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• 2007

PZT와 같은 압전 재료는 능동 진동 억제 분야에서 널리 사용되고 있지만 단일 PZT의 경우 장착 과정에서의 손상, 전기 누전, 낮은 피로 성능과 같은 문제가 지적되고 있다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 개발된 LIPCA 작동기는 여러 층의 복합재료와 PZT 층으로 구성되어 있다. 본 연구에서는 LIPCA 작동기를 끝단 질량이 부착된 알루미늄 외팔보의 진동을 억제하는데 적용하였다. 양변위 되먹임 제어 알고리듬을 사용하였으며, 필터 주파수를 대상 모드의 첫 번째 고유진동수에 맞추었다. 실험적으로 구한 알루미늄 보의 고유 진동수는 유한요소 해석의 결과와 잘 일치하였다. LIPCA 작동기를 능동 진동제어에 적용할 때 효율성을 시간과 주파수 영역에서 확인하고자 하였는데, 실험 결과 PPF제어를 사용한 LIPCA 작동기가 자유 진동의 안정화 시간과 강제 진동의 진폭을 효과적으로 제어할 수 있었다. 사례 연구로 다른 두께를 가지는 보의 강제 진동 제어를 수행하였다.

• 한국섬유공학회:학술대회논문집
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• 한국섬유공학회 2002년도 봄 학술발표회 논문집
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• pp.439-442
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• 2002

나일론 m형의 폴리아미드계 고분자의 경우 m의 수가 홀수일 때 N-H와 C=O 사이의 dipole 배열에 의하여 거대한 dipole moment가 나타나기 때문에 극성 결정구조를 나타내게 되며(1), 그 중에서도 특히 나일론 7과 11은 압전성을 나타낸다. 한편, 나일론 11[poly(undecanolactam)]은 $\alpha$, $\beta$, ν, $\delta$, $\delta$' 형과 같이 적어도 다섯 개의 결정형태를 갖는데[2-3], 이러한 여러 가지의 결정형태는 시료의 제조조건과 열처리 조건 등에 따라서 달라진다. (중략)

• 한국세라믹학회:학술대회논문집
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• 한국세라믹학회 2003년도 춘계총회 및 연구발표회 초록집
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• pp.179.2-179
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• 2003

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2016년도 제50회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.240-240
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• 2016

반도체 양자점은 불연속적인 에너지준위의 특성 때문에 고전적인 빛과는 다른 단일광자를 방출하여 양자정보 처리과정에 기본 요소로써 사용 될 수 있다. III-Nitride (III-N) 반도체 물질은 III족 원소의 구성비를 조절하였을 때 밴드갭 에너지차이가 크므로 깊은 양자 우물을 만들 수 있으며 최근에는 기존에 연구되던 III-Arsenide 기반의 반도체 양자점과 다르게 상온 (300 K) 동작 가능한 단일광자 방출원이 개발되었다.[1] 또한 약한 split-off 에너지 때문에 양자점 모양에 작은 비대칭성만 존재해도 큰 선형편광도를 가질 수 있다. 하지만 III-N 반도체 양자점의 이러한 특성에도 불구하고 이종기판과의 격자상수 불일치에 따른 많은 threading dislocation, 압전효과에 의한 큰 내부전기장에 의해 발광 효율이 떨어지는 등의 문제가 있다. 이를 해결하기 위해 반도체 양자점을 3차원 구조체와 결합하여 threading dislocation 및 내부전기장을 줄이는 연구들이 진행되고 있다.[2] 본 연구에서는 선택적 영역 성장 방식을 통해 마이크로미터 크기를 가지는 피라미드 형태의 3차원 구조체를 이용, 피라미드의 꼭지점에 형성된 InGaN/GaN 양자점의 광학적 특성에 대해 분석하였다. 저온(9 K)에서 마이크로 photoluminescence 측정을 통해 양자점의 발광파장이 피라미드의 옆면의 파장과는 다름을 확인하였다. 여기광의 세기에 따른 양자점의 발광 세기 측정하여 여기광에 선형 비례함을 보이고, 양자점의 편광도를 측정하여 선형 편광임을 확인하였다. 마지막으로, 광량에 대해 시간에 따른 상관관계를 측정함으로써 양자점이 양자 발광체의 특성을 보이는 지 확인하였다.

• 전자공학회논문지SC
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• 제43권2호
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• pp.1-10
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• 2006

본 논문에서는 압전세라믹 가진기와 검출기를 부착한 평판 진동 시스템을 구축하고 이를 효과적으로 제어하기 위한 $H_2$ 제어기 설계기법을 제시한다. 본 논문의 실험에서 사용한 평판 시스템은 2개의 입력과 2개의 출력이 있는 다변수 시스템이며 정확한 전달행렬을 구하기 위하여 시스템 식별 실험을 수행하였다. 시스템 식별로부터 얻어진 평판 진동 시스템의 상태 공간 모델을 이용하여 $H_2$ 제어기를 설계하고, 설계된 $H_2$ 제어기의 제어 성능은 시뮬레이션과 실제 실험을 통해 입증하였다.