• Title/Summary/Keyword: 압전 상수

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Dielectric and Piezoelectric Properties of $MnO_2$-Added 0.4P$(Ni_{1/3}Nb_{2/3})O_3-xPbTiO_3-yPbZrO_3$ Ceramics with Variation of PZ/PT Ratio ($MnO_2$ 가 첨가된 0.4P$(Ni_{1/3}Nb_{2/3})O_3-xPbTiO_3-yPbZrO_3$ 세라믹스에서의 PZ/PT비 변화에 따른 유전 및 압전 특성)

  • Paik, Jong-Hoo;Kim, Chang-Il;Lim, Eun-Kyeong;Lee, Mi-Jae;Ji, Mi-Jeong;Choi, Byung-Hyun;Kim, Sei-Ki
    • Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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    • 2005.11a
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    • pp.169-170
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    • 2005
  • 본 연구에서는 초음파 센서에 응용 가능한 $0.4Pb(Ni_{1/3}Nb_{2/3})O_3-0.6Pb(Zr_xTi_{1-x})O_3+0.5Wt%$ $MnO_2$ 세라믹스에 Zr/(Ti+Zr)비를 0.37에서 0.41로 변화시킨 조성을 1175 $\sim$ 1200$^{\circ}C$ 온도에서 소결하여 이의 결정구조 및 미세조직을 분석하였고, 압전, 유전 특성을 고찰하였다. 본조성에서 x=0.385 조성에서 최대 유전상수 값 3490 이 나타났으며, 그 이상의 첨가에서는 감소하였다. 상경계 영역인 x=0.385 조성에서 $\varepsilon$r, $K_p$, $d_{33}$ 값이 최대값을 나타내었다. $0.4Pb(Ni_{1/3}Nb_{2/3})O_3-0.6Pb(Zr_xTi_{1-x})O_3+0.5Wt%$ $MnO_2$, 세라믹스에서는 kp 와 $d_{33}$ 는 Zr/(Ti+Zr)비 0.385조성까지 증가하였다가 그 이상 조성에서 감소하였다. $1175^{\circ}C$에서 2시간 소결한 x=0.385조성에서 $\varepsilon$r=3490, kp=0.71, Qm=476의 우수한 압전 특성을 나타내었다.

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The Effects of Post-Treatments for Wet Spun PVDF on the Piezoelectric Property (습식방사 된 PVDF 섬유의 후 처리를 통한 결정구조의 변화)

  • Yu, Seung Mi;Oh, Hyun Ju;Hwang, Sang-Kyun;Chung, Yong Sik;Hwang, Hui Yun;Kim, Seong Su
    • Composites Research
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    • v.26 no.2
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    • pp.123-128
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    • 2013
  • The PVDF (polyvinylidene fluoride) fibers were prepared using the wet spinning processing. To improve ${\beta}$-phase crystalline which closely related piezoelectric property PVDF wet spun fibers conducted post treatment. Post treatment is consisted of heat stretching and annealing process. The heat stretching and annealing conditions were controlled by changing temperature between glass transition temperature and melting temperature. From these experimental data, the resulting crystal structure of the ${\beta}$-phase crystalline was confirmed by FT-IR and XRD experiments. From these analysis results, optimum stretching and annealing conditions of the wet spun PVDF fibers were founded to increase high ${\beta}$-phase crystalline. Furthermore results showed that thermal processing had a direct effect on modifying the crystalline microstructure and also confirmed that heat stretching and annealing could increase the degree of crystallinity and ${\beta}$-phase crystalline. Finally, piezoelectric constant ($d_{11}$) of the post heat treated PVDF fibers reinforced composite were measured to investigate the feasibility for the sensing materials.

A study on the delectric and piezoelectric properties of the Pb($Zn_{1}$3$Nb_{2}$3/)$_{3}$-Ba($Zn_{1}$3/$Nb_{2}$3/)$P_{3}$-PbT$iO_{3}$ ceramics (Pb($Zn_{1}$3/$Nb_{2}$3/)$O_{3}$-Ba($Zn_{1}$3/$Nb_{2}$3)$O_{3}$ - PbT$iO_{3}$ 세라믹의 유전 및 압전특성에 관한 연구)

  • 박혜옥;이성갑;배선기;이영희
    • Electrical & Electronic Materials
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    • v.3 no.3
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    • pp.233-241
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    • 1990
  • 본 연구에서는 xPb(Zn$_{1}$3/Nb$_{2}$3/)O$_{3}$-yBa(Zn$_{1}$3/Nb$_{2}$3/)O$_{3}$-zPbTiO(0.50.leq.x.leq.0.60, 0.10.leq.y.leq.0.20, 0.20.leq.z.leq.0.40)세라믹을 1050.deg.C에서 2시간동안 유지시켜 일반소성법으로 제작하였다. 시편 제작시 조성은 조성변태 상경계부근을 선택하였으며 Ba(Zn$_{1}$3/ Nb$_{2}$3/)O$_{3}$ 고용량에 따른 purochlore상의 억제 및 그 영향을 조사하고 구조적, 유전적 및 압전적 특성을 측정하였다. X-선 회절분석 및 미세구조의 관찰 결과, Ba(Zn$_{1}$3/Nb$_{2}$3/)O$_{3}$의 고용량에 따라 pyrochlore상 및 미반응 물질등은 억제되어 0.20mol 고용된 시편에서는 균질한 perovskite상이 형성되었다. Ba(Zn$_{1}$3/Nb$_{2}$3/)O$_{3}$의 고용량이 증가함에 따라 유전상수는 증가하여 0.50PZN-0.20BZN-0.30PT시편의 경우 6880.9의 높은 값을 나타내었으며 정전용량의 온도계수는 감소하여 0.383[%/.deg.C]의 양호한 값을 나타내었다. 큐리온도는 PbTiO$_{3}$의 고용량이 0.20mol에서 0.40mol로 증가함에 따라 30.deg.C에서 170.deg.C로 증가하였다. 전기기계 결합계수 (K$_{p}$), 기계적 품질계수(Qm) 및 압전전하 계수 (d$_{33}$)는 조성변태 상경계 부근의 조성에서 크게 나타났으며 0.60PZN-0.15BZN-0.25PT 시편의 경우 각각 58.5%, 120.5, 150x$10^{-12}$[C/N]의 값을 나타내었다.다.다.

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Dielectric and piezoelectric properties of the PSS-PT-PZ ceramics doped with $La_2$O_3 ($La_2$O_3가 첨가된 PSS-PT-PZ 세라믹의 유전 및 압전특성)

  • 이성갑;박인길;류기원;이영희
    • 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.

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Electrical and mechanical properties of NiO doped Pb(Ni$_{1}$3/Nb$_{2}$3/)O$_3$-PbTiO$_3$-PbZrO$_3$-ceramics (NiO-Doped Pb(Ni$_{1}$3/Nb$_{2}$3/)O$_3$-PbTiO$_3$-PbZr$_3$-O세라믹스의 전기 및 기계적 특성에 관한 연구)

  • 나은상;김윤호;최성철
    • Journal of the Korean Crystal Growth and Crystal Technology
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    • v.10 no.3
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    • pp.245-251
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    • 2000
  • Dielectric properties, piezoelectric properties and mechanical properties of NiO-doped Pb($(Ni_{1/3}Nb_{2/3})O_3-PbTiO_3-PbZrO_3$ ceramics were investigated. Powders, prepared by columbite precursor method, were cold pressed and sintered at temperature ranging from $1100^{\circ}C$ to $1250^{\circ}C$. Dielectric constant and piezoelectric constant increased with amount of NiO up to 1 mol% and then decreased with further addition of NiO. It seems that NiO acts as a sintering aid at the sintering temperatures of $1150^{\circ}C$. When the samples were sintered at temperature above $1200^{\circ}C$, however, both dielectric constant and electromechanical coupling factor decreased and mechanical quality coefficient increased with addition of NiO. Hardness and fracture toughness of PNN-PT-PZ increased with addition of NiO up to 1 mol%, and then decreased slightly with further addition of NiO. These results showed that dielectric properties, piezoelectric properties and mechanical properties of PNN-PT-PZ system seemed to be closely related with microstructural factors such as grain size, bulk density and the amount of second phase.

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Effects of Particle Size on Properties of PZT -Based Thick Films (입자 크기가 PZT계 압전 후막의 물성에 미치는 영향)

  • 김동명;김정석;천채일
    • Journal of the Korean Ceramic Society
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    • v.41 no.5
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    • pp.375-380
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    • 2004
  • Pb(Ni$\_$1/3/Nb$\_$2/3/)O$_3$-PbZrO$_3$-PbTiO$_3$ thick films were screen-printed on platinized alumina substrates and fired at 800-1000$^{\circ}C$. Two kinds of powders with different particle size were prepared by attrition and ball milling methods. Effects of particle size of starting material on the microstructure and electrical properties of the thick films were investigated. Average particle size of attrition milled-powder (0.44 ${\mu}$m) was much smaller than that of ball milled-powder (2.87 ${\mu}$m). Average grain size of the thick film prepared from attrition-milled powder was smaller than that of the thick film prepared from ball-milled powder at the sintering temperature of 800$^{\circ}C$. However, the difference in average particle size became smaller with increasing the sintering temperature. Thick films prepared from attrition-milled powders showed more uniform and denser microstructures at all firing temperatures. Thick films prepared from attrition-milled powders had better electrical properties at the firing temperature above 900$^{\circ}C$ than thick films prepared from ball-milled powders. Dielectric constant, remanent polarization and coercive field of the thick film prepared from attrition-milled powders and fired at 900$^{\circ}C$ were 559, 16.3 ${\mu}$C/cm$^2$, and 51.3 kV/cm, respectively.

The 33-mode Dielectric and Piezoelectric Properties of PIN-PMN-PT Single Crystal under Stress and Electric Field (압축하중 및 전계 인가에 따른 PIN-PMN-PT 단결정의 33-모드 유전 및 압전특성)

  • Lim, Jae Gwang;Park, Jae Hwan;Lee, Jeongho;Lee, Sang Goo
    • Journal of the Microelectronics and Packaging Society
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    • v.27 no.4
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    • pp.91-96
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    • 2020
  • The 33-mode dielectric and piezoelectric properties of Pb(In1/2Nb1/2)O3-Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-PbTiO3 piezoelectric single crystals were measured under large electric field and compressive stress. The phase transition from the low temperature rhombohedral to the high temperature tetragonal structure was observed in the range of 110~140℃, and the Curie temperature changing to the cubic structure was about 165℃. The polarization change according to the compressive stress and electric field was measured. Relative dielectric constant was calculated from the slope of the polarization curve applied to the electric field, and the calculated relative dielectric constant increased as the applied stress increased, and the relative dielectric constant decreased as the applied electric field increased. The strain according to the compressive stress and electric field change was measured, the piezoelectric constant was calculated from the slope of the curve, and the phase transition according to the application of pressure was confirmed. In the case of practical application as an underwater or medical ultrasonic actuator, it is necessary to properly design the magnitude of the compressive stress applied to the device and the DC bias in order to maintain linear driving.

A study on the $PbTiO_3/$-polymer, 0-3 Composite Hydrophone ($PbTiO_3/$-폴리머, 0-3 컴포지트 하이드폰에 관한 연구)

  • 김일호;이성갑;김현재;이영희
    • Electrical & Electronic Materials
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    • v.3 no.1
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    • pp.9-19
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    • 1990
  • 본 연구에서는 산회물 혼합법, 솔-젤법, 공침법등의 세가지 방법으로 PbTiO$_{3}$분말을 제조하여 폴리머와 혼합 O-3 복합재료를 제작한 후, 하이드로폰으로의 응용을 위한 제 특성을 고찰하였다. 비유전상수는 PbTiO$_{3}$의 체적비 증가에 따라 지수함수적으로 증가하였으며 유전손실은 선형적으로 증가하였다. 수정입방체 모델로 부터 계산된 변형계수 n은 M-O, S-G, C-P의 경우 각각 0.724, 0.585, 0.483으로 나타났다. 압전 변형계수 d$_{33}$는 PbTiO$_{3}$의 체적비, 분극전장 및 분극 시간의 증가에 따라 증가하였으며 일정시간 경과후에는 포화값을 나타내었다.다.

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Measurement of all the Elastic, Dielectric and Piezoelectric Properties of PMN-PT Single Crystals (공진법을 이용한 PMN-PT 단결정의 탄성, 유전, 압전상수 측정)

  • 이상한;이수성;노용래;이호용;한진호
    • Journal of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers
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    • v.17 no.1
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    • pp.31-38
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    • 2004
  • PMN-PT, a piezoelectric single crystal, has many useful applications such as sensors and actuators. In this paper, all the elastic, piezoelectric, and dielectric constants of the PMN-32%PT single crystals were measured by the resonance method. For the rhombohedral symmetry, a total of twelve independent material constants were measured such as six elastic compliance constants at constant electric field, two dielectric constants at constant stress, and four piezoelectric constants d. Seven sets of crystal samples of each different geometry were prepared for the measurement of length-thickness extensional, thickness extensional, radial, length extensional and thickness shear modes of vibration, respectively. In order to check the validity of the measurement, experimental impedance spectrum of the PMN-PT crystal was compared with numerical data spectrum calculated with the measured material constants. The good agreement between the two spectra confirmed validity of the results in this paper.

Vibration Control of Flexible Structures via Discrete-Time Sliding Mode Control (이산시간 슬라이딩 모드 제어를 이용한 유연 구조물의 진동제어)

  • 김명석;최승복
    • Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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    • 1995.04a
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    • pp.246-251
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    • 1995
  • 유연구조물의 진동제어를 위해 압전필름 작동기를 사용하였고 이와 연계하 여 샘플링 과정을 고려한 DSMC를 구성하였다. 변수변화 및 외란의 경계치 를 알고 있다는 가정하에 시스템을 이산화시킨 후 제어기를 설계하였다. 일 반적으로 연속시간 시스템의 이산화 과정에서 정합조건의 가정이 보장되지 않기 때문에 제어기 설계시 이를 배제하였다. 이산시간 리아푸노프 이론을 근거로 DSMC의 존재성을 도출하였고, 이것에 기초하여 슬라이딩 모드가 발생되도록 불연속제어기를 설계하였다. 이때, 불연속게인을 상수로 하지 않고 RP의 위치에 따라 계속 새롭게 수정함으로써 슬라이딩 영역을 최소화 하였다. 그리고 기존의 DSMC 기법상에서 발생되는 슬라이딩 영역의 문제를 .betha. 등가제어기를 이용하는 이원화 방법으로 극복하였으며, 컴퓨터 시뮬 레이션을 통하여 제안된 기법의 설계 효율성 및 제어기의 강건성을 입증하였다. 향후, 제안된 기법에 대한 실험적 고찰 및 중요 제어인자에 대한 연구가 계속적으로 수행될 예정이다.

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