• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2009년도 하계학술대회 논문집
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• pp.20-20
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• 2009

치아의 치석제거 및 치골절삭에 사용되는 초음파 스케일러는 일반적으로 마그넷형과 압전형으로 구분할 수 있으며, 최근에 들어 소형화, 저전력, 정밀성, 저비용 등의 장점으로 인해 압전형이 주로 사용되고 있다. 국내의 대부분의 치과에서 한 대 이상 운용되는 초음파 스케일러는 대부분 유럽 제품으로며, 국내에서는 이를 대체하기 위한 제품이 출시되고 있으나 아직까지 유럽 제품에 비해 출력강도, 정밀도 등에서 성능이 모자란 현실로 시장에서 외면 받고 있다. 본 연구에서는 앞서 언급한 압전 초음파 스케일러에 대한 체계적인 연구를 진행하여 외국에 비해 상대적으로 성능이 떨어지는 초음파 스케일러의 성능을 개선하고자 하였다. 이를 위하여 스케일러의 진동 발생부, 즉 압전 세라믹과 SUS 재질의 head, tail 부로 구성된 진동발생부의 최적구조톨 도출하기 위하여 유한요소 해석을 실시하였으며, 스케일러의 중심주파수 28kHz에서 최대 출력이 발생할 수 있는 구조를 도출하였다. 스케일러의 Head 와 Tail 부문의 두께와 직경, 길이 변화에 따른 중심주파수 및 출력 변위의 경향분석을 실시하였으며, 이상의 결과를 바탕으로 실제 스케일러를 제작하여 시뮬레이션의 유효성을 검증하였다. 이상의 과정으로 거쳐 개발된 압전 초음파 스케일러는 다양한 Tip 종류의 영향을 최소화할 수 있으며, 중심주파수는 28~30kHz 에서 뛰어난 성능을 나타내어 기종 유럽제품의 성능을 앞지르는 특성을 확보할 수 있었다.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제29권9호
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• pp.581-588
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• 2016

Piezoelectric thick films of a soft $Pb(Zr,Ti)O_3$ (PZT) based commercial material were produced by a conventional tape casting method. Thereafter, the interdigitated (IDT) Ag-Pd electrode pattern was printed on the $25{\mu}m$ thick piezoelectric film at room temperature. Co-firing of the 10-layer laminated piezoelectric thick films was conducted at $1,100^{\circ}C$ and $1,150^{\circ}C$ for 1 h, respectively. Piezoelectric cantilever energy harvesters were successfully fabricated using the IDT electrode pattern embedded piezoelectric laminates for 3-3 operation mode. Their energy harvesting characteristics were investigated with an excitation of 120 Hz and 1 g under various resistive loads (ranging from $10k{\Omega}$ to $200k{\Omega}$). A parabolic increase of voltage and a linear decrease of current were shown with an increase of resistive load for all the energy harvesters. In particular, a high output power of 3.64 mW at $100k{\Omega}$ was obtained from the energy harvester (sintered at $1,150^{\circ}C$).

• 한국산학기술학회논문지
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• 제10권10호
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• pp.2660-2664
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• 2009

본 논문은 압전 세라믹 변압기(PT)의 특징과 회로 설계를 제시하였다. 그리고 회로 요소로써 사용하는 PT는 인버터 설계의 일반적인 접근법을 보여주기 위한 것이다. 또한 압전기 영향의 기술(記述)은 다수의 연구에서 복잡한 방정식과 공식도 쉽게 찾을 수 있다. 특히 압전기 세라믹 EMT가 변화하지 않으며 PT기초 전기소자의 여러 가지 예는 더욱 효과적인 PT의 강점을 이용하는데 도움이 될 것이다.

• 한국세라믹학회지
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• 제53권2호
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• pp.171-177
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• 2016

Rhombohedral $Ba(Ti_{0.92}Zr_{0.08})O_3$ single crystals are fabricated using the cost-effective solid-state single crystal growth (SSCG) method; their dielectric and piezoelectric properties are also characterized. Measurements show that (001) $Ba(Ti_{0.92}Zr_{0.08})O_3$ single crystals have an electromechanical coupling factor ($k_{33}$) higher than 0.85, piezoelectric charge constant ($d_{33}$) of about 950 [pC/N], and piezoelectric voltage constant ($g_{33}$) higher than 40 [${\times}10^{-3}Vm/N$]. Especially the $d_{33}$ of (001) $Ba(Ti_{0.92}Zr_{0.08})O_3$ single crystals was by about six times higher than that of their ceramics. Because their electromechanical coupling factor ($k_{33}$) and piezoelectric voltage constant ($d_{33}$, $g_{33}$) are higher than those of soft PZT ceramics, it is expected that rhombohedral (001) $Ba(Ti_{0.92}Zr_{0.08})O_3$ single crystals can be used as "lead-free" piezoelectric materials in many piezoelectric applications such as actuator, sensor, and transducer.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제24권10호
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• pp.803-806
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• 2011

1 mol% $Li_2O$ excess $0.9(Na_{0.52}K_{0.48})NbO_3-0.1LiTaO_3$ lead-free piezoelectric multilayer ceramic actuators were investigated to determine their aging properties. To reduce the thermal aging behavior, we applied a rectified unipolar electric field of 5 kV/mm to the specimen to accelerate the electric aging behavior. By employing a rectified unipolar electric field for the piezoelectric actuators, we could remove undesirable heating from the relaxation current in the motion of the ferroelectric domain. To accelerate the aging test, the applied electric fields had a frequency of 900 Hz. To have enough time for charging and discharging, we employed an accurate time constant to design the equivalent circuit model for the aging tester. To extract exact aging behavior, we measured the pseudo-piezoelectric coefficient before and after the aging process. We also measured the electro-mechanical coupling coefficient, the frequency-dependent dielectric permittivity, and the impedance to compare with fresh and aged specimen.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제27권11호
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• pp.707-711
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• 2014

The $0.99Bi_{0.5}(Na_{0.78}K_{0.22})_{0.5}TiO_3-0.01LaAlO_3$, $0.01LaMnO_3$ or $0.01LaFeO_3$ (0.99BNKT-0.01LA, 0.01LM or 0.01LF) ceramics were prepared by a conventional mixed mothod. The structure and morphology of the lead free ceramics were characterized by XRD (X-ray diffraction) and FE-SEM (field emission scanning electron microscopy). XRD results indicated that the BNKT ceramics modified by LA, LM or LF induced a transition from a ferroelectric tetragonal to a non-polar pseudo-cubic phase, leading to decrease in the remnant polarization ($P_r$) and coercive field ($E_c$) in the P-E hysterisis loops. The effects of the BNKT ceramics modified by La-based $ABO_3$ pervskite structure on the electric-field induced strain were investigated, and the largest normalized unipolar strain ($S_{max}/E_{max}$) was found in BNKT-0.01LF ceramic.

• 한국진공학회지
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• 제21권6호
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• pp.287-294
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• 2012

위성체가 작동하는 우주환경인 초고진공상태에서는 각 부품에서 발생 할 수 있는 기체방출로 인해 위성체가 오염되어 위성체의 성능이 저하될 수 있으며, 특히 광학렌즈를 오염시킴으로써 위성체 본연의 임무수행 실패라는 결과를 초래할 수도 있다. 최근 항공우주분야에서 활용 범위가 넓어지고 있는 PZT-5 계열 압전진동자의 위성부품 활용성 연구를 위하여 먼저 Collected Volatile Condensable Material 및 Total Mass Loss을 측정하여 규정된 0.1% 및 1.0% 이하의 값을 얻었고, 한국항공우주연구원에 설치된 베이크아웃(bake-out) 챔버를 이용하여 고온 및 고진공상태에서 500 $ng/cm^2/hr$ 이하의 낮은 Thermoelectric Quartz Crystal Microbalance 값을 얻어 위성체 부품으로의 적합성을 재확인하였다. 압전진동자에 대한 고진공 환경 전후의 압전 특성을 비교 분석한 결과 진공환경에 의한 전기-기계적 특성은 1% 미만으로 큰 변화가 없음을 확인하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제34권3호
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• pp.60-66
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• 2006

본 논문에서는 기존에 개발한 압전 복합재료 작동기인 LIPCA가 동적 구조물의 작동기로 적용 가능한지를 평가하였다. 압전 세라믹 층, 탄소/에폭시 층 및 유리/에폭시 층으로 이루어진 LIPCA 작동기는 단일 PZT에 비하여 성능 및 내구성이 크다는 장점이 있다. 성능 평가를 위하여 정적 작동력 실험과 진동 제어 실험을 수행하였다. 알루미늄 보의 한 쪽 면에 LIPCA와 단일 PZT를 각각 보에 부착하고 반대쪽 면에는 변형률 게이지를 부착하였다. 먼저 정적 작동력 실험에서는 작동 전압에 따른 변형률 신호를 등가 작동 모멘트로 환산하여 크기를 비교함으로써 성능을 평가하였다. 진동 제어 실험에서는 스트레인 게이지의 변형률 신호를 PID 제어 알고리듬을 사용하여 보의 자유 진동을 억제하도록 제어 신호를 생성하였다. 진동 신호가 감쇠하는 정도를 나타내는 안정화 시간을 비교함으로써 성능을 평가하였다. 실험 결과 LIPCA가 정적 작동 뿐 아니라 자유 진동 제어에서도 단일 PZT보다 성능이 우수함을 확인하였다.

• 한국산학기술학회:학술대회논문집
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• 한국산학기술학회 2010년도 추계학술발표논문집 2부
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• pp.631-633
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• 2010

최근 IT 및 반도체 산업이 발달함에 따라 많은 양의 반도체칩이 생산되어 그에 따른 반도체칩의 검사 요구가 급증하고 있다. 반도체칩의 전기적 특성을 검사하기 위해서는 리노핀을 이용한 탐침방법으로 통전검사를 통해 반도체칩의 이상유무를 판단하는 검사장비를 사용하고 있다. 많은 수의 반도체칩을 검사하기 위해서는 리노핀을 고속으로 구동할 수 있는 액튜에이터가 요구되는 바, 본 논문에서는 PZT 액튜에이터를 이용하여 리노핀을 고속으로 구동시키는 세라믹칩 성능검사용 액튜에이터를 개발했다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2010년도 하계학술대회 논문집
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• pp.302-302
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• 2010

The lead-free piezoelectric ceramics must have high piezoelectric properties and electrical properties for the applications of piezoelectric devices. Therefore, KNN ceramics were investigated as a function of the variation of Nb. The density was increased with the increase of Nb. The density was saturated above 0.8895 mol Nb. The maximum value of electromechanical coupling coefficient(kp) was obtained 0.428 at 0.8895mol Nb. This result can be attributed to the well sintered of specimens. Also, The maximum value of mechanical quality factor(Qm) showed 1554 at 0.8895mol Nb. Therefore, this composition can be used for application of piezoelectric device such as piezoelectric transformer and piezoelectric actuator.