• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제12권5호
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• pp.91-97
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• 2012

근래의 전기 전자 제품은 기능은 향상되는 반면 크기는 소형화되는 추세에 있다. 기존 입체 형태의 음향 신호 재생 장치로서의 엑츄에이터 대신 압전 소자를 이용한 스피커가 개발되기 시작하였다. 압전 소자는 압전 특성을 갖는 물질로서 물체의 외부에서 전압을 가할 때 기계적인 변형을 일으키는 특징(즉 피에조 특징)을 이용한다. 초기의 필름 스피커는 화학적 성질의 한계로 인하여 전도성 고분자 막을 형성하기 힘들다는 한계가 있었고, 도포한 두께를 균일하게 유지하기 힘들었으며, 음향 신호의 출력과 동작 주파수의 한계가 있다는 등의 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해, 전도 물질과 피에조 물질(필름)의 결합력을 증가시킴으로써 전도체의 저항을 줄이고 주파수 영역을 확장하고자 한다. 피에조 필름의 표면 접착력을 향상시키고, 고분자 전도체 막의 흡착력을 증가시킴으로써 음향시스템의 출력 향상을 위해 코로나 표면처리방식에 의한 표면 특징을 변화시킴으로써 출력개선을 하였다.

• 소음진동
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• 제21권4호
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• pp.25-29
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• 2011

자기변형(magnetostriction)에 관한 연재물 3번째로 이번 호부터는 본격적으로 자기변형 현상을 이용한 구동기(actuator)의 이론적인 모델링에 대해서 알아보기로 한다. 아직 필자의 이해의 수준이‘달인’의 경지에 이르지 않은 탓에 대부분의 내용은 기존의 논문의 내용을 요약 정리하거나 여러 논문들 간의 시각의 차이를 드러내는 방식으로 진행할 것임에 대하여 사전에 양해를 구한다. 또한 이 연재에서는 주로 구동기에 대한 내용을 언급하고 있으나 자기변형 물질 역시 피에조 물질과 마찬가지로 센서로 사용하는 것이 가능하기 때문에 이 연재에서 설명하는 내용은 센서를 설명할 때도 많은 경우 그대로 혹은 약간의 변형을 거쳐서 사용할 수 있음을 언급해둔다.

• 항공우주기술
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• 제4권2호
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• pp.216-219
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• 2005

이 논문은 무중력환경에서 작은 질량을 측정하기 위한 시스템의 설계와 테스트 결과 분석을 보여준다. 무중력환경에서는 지상에서와 같이 중력에 이용하여 무게를 측정하는 것은 어렵다. 그래서 여기서 제안된 방법은 측정하고자 하는 샘플의 무게에 대한 함수인 공진주파수를 측정하는 것이다. 우리가 무게에 대한 공진주파수를 안다면 샘플의 공진주파수를 측정하여 그 질량을 알 수 있다. 그래서 피에조 세라믹이라는 물질을 이용하여 시스템을 만든 후 실제로 측정하였다. 이 시스템은 여러 문제가 있었지만, 우리는 미지의 물체의 질량을 측정할 수 있었다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2004년도 하계학술대회 논문집 C
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• pp.1591-1593
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• 2004

압력센서는 몇 가지 센싱 메카니즘을 가지고 있으므로 종류가 다양하고 크기 변에서도 여러 가지가 이용되고 있다. 최근에는 센싱 부분이 작으며 제어부분도 포함되는 ASIC화된 센서 시스템이 개발되고 있다. 여기에 이용되는 대부분의 탄성물질은 힘을 받았을 때 물질 내부의 벌크에서 저항 값이 변화하는 특성을 갖고 있다. 이러한 특성은 피에조 저항률(piezoresistivity)로 언급되며 스트레인 게이지의 감도에 영향을 주는 중요한 요소로 작용한다. 다이어프램으로 금속대선 세라믹을 사용하면 안정성이 우수한 특정을 가칠 수 있으며, 부식성 가스 류 및 화학성분에 대해서 내성이 강하고 환경변화에 따른 변형과 공정의 단순화 등 우수한 특성을 갖고 있는 것이 큰 장점이다. 센싱부는 산화 루세니움($RuO_2$)을 주 성분으로 하는 분말을 Paste화 하여 다이어프램 위에 스크린 프린팅을 하여 기본성능을 나타내었으며 특히, 상품화에서 중요한 일반성능에서는 온도 특성에 대한 Span 과 Offset 그리고 공정의 단순화에 대해서 고찰을 하였다.

• 한국산학기술학회:학술대회논문집
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• 한국산학기술학회 2011년도 추계학술논문집 2부
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• pp.398-401
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• 2011

초음파의 응용분야에는 음파 성질을 이용한 정보 측정분야와 에너지를 이용한 용접 및 가공 등을 들수 있다. 초음파 용접의 경우 저항용접이나 용융 용접을 적용할 수 없는 재료의 접합에 이용되는데 이는 모재를 음극간에 놓고 압입하면서 초음파를 발신하여 그 진동을 이용하는 용접방법이다. 압전소자의 경우 피에조 물질을 사용하는데 일반적으로 $150^{\circ}C$이상에서 분자구조의 변형을 일으켜 제 역할을 못하게 된다. 본 연구에서는 압전소자와 공구혼의 온도를 최적으로 유지하기 위하여 추가적인 공기 유로와 방열핀을 설계하여 이것이 방열성능에 미치는 영향에 대해 고찰하였다.

• 한국정밀공학회지
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• 제32권8호
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• pp.735-741
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• 2015

Piezoelectric materials are well-utilized for transforming mechanical vibrations into electrical energy that can be stored and used to power a diversity of devices. In this work, these materials have been studied to improve the efficiency of a piezoelectric system, whereby the shape and vibration mode of a piezoelectric module was changed. The basic shape of the piezoelectric module used in this work comprises a width of 10 mm, a length of 30 mm, and a thickness of 0.2 mm. The structural design of the piezoelectric module is optimized using a Taguchi method to increase the corresponding electrical-energy generation. The maximum terminal voltage was defined as a characteristic value to evaluate the optimal design parameters. Through this work, we propose an optimal structure with an eccentric and centric mass; furthermore, the voltage increase of approximately 26% was obtained by comparing a general plate-vibrating piezosystem with an optimal plate-vibrating piezosystem.

• 한국위성정보통신학회논문지
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• 제7권3호
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• pp.22-25
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• 2012

논문에서는 마이크로스트립 안테나 제작에 상용화되어 있는 에폭시계 FR-4 기판과 압전물질인 $LiNbO_3$와 PVDF를 기판으로 사용하여 마이크로스트립 패치 안테나를 제작하였다. 제작된 마이크로스트립 안테나에 DC 전계를 인가하였을 때 압전기판인 $LiNbO_3$와 PVDF의 경우 실시간으로 주파수 이동을 구현하여 안테나 제작 후에도 물리적 변형을 가하지 않고 공진주파수와 대역폭을 이동 및 조정할 수 있는 단일형 마이크로스트립 패치 안테나를 제작하고 특성을 분석하였다. 압전 특성을 갖는 $LiNbO_3$, PVDF 압전기판과 에폭시계 FR-4 기판을 사용하여 마이크로스트립 패치 안테나를 제작한 후 DC 전계를 인가함으로써 공진주파수의 이동을 확인하였다. 실험을 통하여 PVDF 압전기판에 400V/mm까지 DC 전계를 인가하였을 경우 최대 각각 17 MHz의 변화 값을 보였고 $LiNbO_3$는 29 MHz의 변화를 보였지만 FR-4 기판에서는 아무런 변화가 없었다. 이러한 결과들로부터 압전기판을 사용한 마이크로스트립 안테나는 안테나 제작 후에도 물리적 변형을 가하지 않고 공진주파수와 대역폭을 이동 및 조정할 수 있는 특성을 이용하여 최근 이동통신 분야에 많이 쓰이고 있는 마이크로스트립 안테나에 응용 가능하리라 사료된다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제21권5호
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• pp.215-223
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• 2005

압전 소자는 전기적 에너지를 기계적 에너지로, 기계적 에너지를 전기적 에너지로 변환하는 물질이다. 피에조 세라믹판을 이용하여 탄성 매질을 겹쳐서 만든 벤더 엘리멘트는 전압을 가하면 변위가 발생하는 특성을 이용하여 액츄에이터로 사용할 수 있고, 반대로 변위가 생기면 전압이 발생하는 압전 현상을 이용하여 변위를 계측하는 트랜스듀서로 활용하여 탄성파 시험의 발진자와 수진기로 실내 시험에서 사용되고 있다. 벤더 엘리멘트를 이용한 탄성파 시험으로 토목재료로 많이 쓰이는 콘크리트의 강성을 측정하였고, 자유단 공진주 시험을 통하여 그 결과를 평가 하였다. 카올리나이트를 이용하여 연약지반을 모사하여 카올리나이트 슬러리의 압밀에 따른 강성 변화를 탄성파 시험을 이용하여 측정할 수 있다. 벤더 엘리멘트는 연약지반에서 전단파 계측에 탁월한 성능을 가지고 있으며, 장래에 연약지반 현장 계측에 사용될 가능성이 큰 것으로 입증되었다.