• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2004년도 하계학술대회 논문집 C
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• pp.2093-2095
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• 2004

본 논문은 압전소자를 구동장치로 사용한 마이크로 펌프의 제작과 실험에 관한 논문이다. 마이크로 펌프의 상부기판은 polydimethyl siloxane(PDMS)을 소재로 미세유로에 상시 닫힌 밸브가 일체화된 구조로 제작되었고, 하부기판은 polymethyl methacrylate(PMMA)를 소재로 3개의 압전 디스크가 구동기로 부착되었다. 최종적으로 상, 하부 기판은 액상 PUMS로 접합하여 제작했다. 구동기의 입력신호는 6상으로 구형파를 인가하여 연동구동하며 주파수와 전압을 가변하면서 유량을 측정하였다. 구동 주파수가 0.167 Hz이고 전압이 20 V일 때, 마이크로펌프의 1회 토출량은 104 nl이고, 유량은 1.04${\mu}{\el}$/min이다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제24권12호
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• pp.3026-3032
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• 2000

To enhance the effective data transfer rate the multi-beam optical disk drive is presented. The Beam rotating actuator is necessary for putting multi-beam on more than one track. Ray tracing was also executed for real system set-up. The beam Rotating Actuator is made up of piezoelectric material, high stiffness wire hinge and dove prism. The actuator has about 1kHz natural frequency and suitable operational range. The dynamic equation for the actuator is derived for the control real system.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2000년도 춘계학술대회논문집
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• pp.1570-1576
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• 2000

하드디스크의 고용량화 추세에 따라 헤드의 정밀한 위치제어를 위한 큰 대역폭의 트랙추적 서보 시스템의 필요성이 대두되고 있다. 이에 작은 신호의 마찰을 제거하고 대역폭을 높이는 방법 중 하나인 2단구동기 트랙추적제어를 실시하여 큰 대역폭의 트랙 추적 서보시스템을 구성하는 방법에 대해 연구하였다. 2단구동기는 조동구동기(기존 하드디스크의 VCM)와 전단형 압전체를 부착한 미동구동기로 구성하였다. 미동구동기의 Hinge구조는 트랙 방향의 공진 주파수와 출력변위를 만족시키기 위한 구조로 설계하였다. 제어기는 notch filter와 PI 보상기를 사용하는 조동구동기와 notch filter와 PD 보상기를 사용하는 미동구동기를 다양한 구조로 구성한 것들을 비교하였다. 2단구동기는 VCM만을 사용하여 트랙 추적을 할 때보다 트랙 편심을 잘 추적하며, 기계적 공진과 VCM의 비선형성에 의해 제한된 대역폭을 개선시키는 효율적인 방법임을 확인하였다.

• 한국생산제조학회지
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• 제21권3호
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• pp.355-361
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• 2012

Though a micro pump is a crucial element in miniaturized bio-fluidic systems or drug delivery systems, it has some intrinsic disadvantages such as backward flow, pulsation of flow, low repeatability and producibility, and high cost. To overcome these limitation, a PZT disc actuated micro pump including a novel ring-shaped multi-flap check valve is introduced. To enhance the performance of the micro pump, the static behaviour of flap valve module and the micro fluidic behavior of fluids are numerically modelled and analyzed. As results of the numerical analysis, the optimal dimension and configuration of the ring-shaped multi flap valve are $1{\times}0.05$ mm and 2 (inlet side)${\times}1$ (outlet side) type. The obtained maximum flow rates and flow resolution are about 90 ml/min and 30 ${\mu}l$/stroke respectively.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2010년도 하계학술대회 논문집
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• pp.328-328
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• 2010

압전 세라믹스는 엑츄에이터 및 센서 등의 다양한 응용분야로 인하여 많은 연구가 진행되어왔다. 최근 친환경 무연 압전계인 Bi층상구조 (BNT) 및 알칼리 니오븀산화물계 (KNN)에 대한 연구가 집중되고 있다. 한편, 소형화 및 고성능의 압전소자에 대한 요구 증가로 고가의 내부전극인 Ag, Ag-Pd합금으로 이루어진 적층압전소자에 대한 연구개발이 진행되어 왔다. 본 연구에서는 Ni이나 Cu를 내부전극으로 사용하는 적층압전소자의 개발가능성을 타진하고자 Ni의 산화를 억제할 수 있는 환원분위기 소결시에 압전소재의 상변화 및 내환원성 정도를 조사하였다. 압전소재인 BNT 및 KNN를 공기중에서 합성한 후, 환원분위기의 영향을 조사하고자 샘플을 디스크 형태로 성형하여 $1000{\sim}1200^{\circ}C$에서 2 시간 동안 공기, 중성 (N2) 와 환원 분위기 (3 % H2 - 97 %의 N2) 에서 소결한 후 미세구조와 전기적 특성을 SEM, EDS, XRD, impedance analyzer로 조사였다. 환원분위기에서 소결된 BNT 샘플은 페롭스카이트 상이 관찰되지 않았으며, SEM/EDS 분석결과 시편의 표면에 Bi의 석출이 관찰되었다. KNN의 경우에는 공기중에서 소결 시편뿐만 아니라 환원분위기에서 소결된 시편에서도 페롭스카이트 구조를 보였으며, EDS분석결과 K 및 Na의 휘발이 비교적 적었다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2008년도 하계학술대회 논문집 Vol.9
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• pp.306-306
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• 2008

기계적 에너지를 전기적 에너지로 변환하는 에너지 변환소자인 압전 세라믹스는 액추에이터, 변압기, 초음파모터, 초음파 소자 및 각종 센서로 응용되고 있으며, 그 응용분야는 크게 증가하고 있다. 최근에는 이러한 압전 소자를 앞으로 도래하는 ubiquitous, 무선 모바일 시대의 휴대용 전자제품, robotics, MEMS 분야 등의 대체 에너지원으로 응용하기 위한 연구가 진행되고 있다. 특히 인간의 걷기 운동 등과 같은 일상적인 동작으로 필요한 전력을 얻을 수 있고, 세라믹 소자를 이용하기 때문에 전자노이즈가 발생되지 않을 뿐 아니라 반영구적으로 사용할 수 가 있어서, 기존 이차전지를 대체 또는 보완 할 수 있는 방안도 검토되고 있다. PZT계 세라믹스는 높은 유전상수와 우수한 압전특성으로 전자세라믹스 분야에서 가장 널리 사용되어지고 있지만 $1200^{\circ}C$ 이상의 높은 소결온도 때문에 $1000^{\circ}C$ 부근에서 급격히 휘발되는 PbO로 인한 환경오염과 기본조성의 변화로 인한 압전 특성의 저하가 문제시 되고 있다. 또한 적층 세라믹스의 제작 시 구조적 특성상 내부전극이 도포된 상태에서 동시 소결이 필요한데, 융점이 낮은 Ag전극 대신 값비싼 Pd나 Pt가 다량 함유된 Ag/Pd, Ag/Pt 전극이 사용되고 있어 경제성이 떨어지는 단점을 갖게 된다. 순수 Ag 전극을 사용하거나 Ag의 비율이 높은 내부전극을 사용하기 위해서는 $900^{\circ}C$ 이하에서 소결되고 우수한 전기적 특성을 보이는 압전 세라믹스를 개발 하는 것이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 압전특성이 우수한 $(Pb_{1-x}Cd_x)(Ni_{1/3}/Nb_{2/3})_{0.25}(Zr_{0.35}/Ti_{0.4})O_3$ 계의 조성을 설계하고, 소걸온도를 낮추기 위해서 2 단계 하소법을 이용하였다. 또한 $MnCO_3$, $SiO_2$, $Pb_3O_4$ 등을 소량 첨가하여 액상 소결 특성을 부여하여 소결 온도를 감소시키려는 시도도 하였다. 분말을 볼 밀링 (ball milling)을 통해 24시간 동안 혼합하고, 혼합된 분말은 $800^{\circ}C$에서 2시간 동안 하소하였다. 하소한 분말을 다시 72시간 동안 볼 밀링 하여 최종 분말을 얻었다. 최종 분말에 PVB를 첨가하여 직경 15mm의 디스크 형태로 성형한 후, 850~$975^{\circ}C$ 범위에서 온도를 변화시키면서 소결을 하였다. 최종 분말 및 소결된 시편을 XRD분석을 통하여 상을 확인하였고, SEM을 이용하여 미세조직을 관찰 하였다. 전기적 특성을 평가하기 위하여 두께를 1mm로 연마한 시편에 Ag 전극을 도포하여 $650^{\circ}C$에서 열처리한 후, 분극처리 하였다. 압전특성은 $d_{33}$-meter로 측정하였고, impedance analyzer를 이용하여 압전 특성 (전기기계결합계수 및 기계적품질계수)을 측정 하였다. 또한 강유전체 특성 평가 장치 (Precision-LC)를 이용하여 분극-전계 특성을 평가하였다. 이상의 연구를 통하여 소결 온도가 $900^{\circ}C$인 경우에서도 양호한 압전 특성을 확보 할 수 있었다.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2003년도 추계학술대회논문집
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• pp.1089-1094
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• 2003

A main vibration source in HDD is arisen from high rotating disk/spindle, and vibration suppression of the disk-spindle system becomes a critical issue and a major concern for high performance of the drive. In this paper, we study the feasibility of suppressing unwanted vibration of disk-spindle system of the HDD by external shock and excitation utilizing piezoelectric shunt damping methodology. By considering dynamic characteristics of the disk-spindle system through modal analysis, a target vibration mode is determined and then the piezoelectric material is carefully integrated to the modified drive. In order to maximize improvement of vibration characteristics of the proposed system, shunt circuit is optimally designed via tuning processes. Finally, the vibration characteristics of the high rotating disk-spindle system of the proposed drive is experimentally evaluated in frequency domain.

• 한국정밀공학회지
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• 제16권4호통권97호
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• pp.213-219
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• 1999

Piezoelectric element is deformed by driving voltage pattern. We developed a device of moving LD(laser disk) to use the rapid deformation of piezoelectric element. If driving voltage is changed very rapidly, the difference of acceleration is accurred between spindle motor and LD. To move LD on turn table is attained by utilizing difference of acceleration. This paper describes theoretical and experimental results about the movement of LD and presents to measure the center of mass LD with unbalance force.

• 설비공학논문집
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• 제16권8호
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• pp.707-713
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• 2004

A numerical analysis has been conducted for flow characteristics of piezoelectric micropumps. In the present study, FSI (Fluid-Structure Interaction) model and grid deform model have been employed for each of two different geometries of the micropumps with two different frequencies in the piezoelectric diffuser/nozzle based micropumps. The displacement of piezo disk and flow rates have been closely examined at the inlet and outlet. It has been found that the motion of the piezo disk investigated with FSI model is not in accordance with that with grid deform model. The results show that the time averaged flow rate calculated with FSI model is larger than that with grid deform model. This study presents the performance analysis of piezoelectric micropumps with two different numerical models for different types of pumps.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2008년도 추계학술대회B
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• pp.2788-2793
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• 2008

A numerical analysis has been conducted for flow characteristics and performance of a micropump with piezodisk and MHD(Magnetohydrodynamics) fluid. Various micro systems which could not be considered in the past have been recently growing with the development of MEMS(Micro Electro Mechanical System) and micro machining technology. Especially, micropumps, essential part of micro fluidic devices, are being lively studies by many researchers. In the present study, the piezo electric micropump with electromagnetic resistance for electrically conducting fluids is considered. The prescribed grid deformation method is used for the displacement of the membrane. The change of the performance of the micropump and flow characteristics of the electrically conducting fluid with the magnitude of the magnetic fields, duct size, the position of the inlet and outlet duct are investigated in the present study.