• 한국음향학회:학술대회논문집
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• 한국음향학회 1999년도 학술발표대회 논문집 제18권 1호
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• pp.387-390
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• 1999

누설탄성표면파(Leaky Surface Acoustic Wave : LSAW) 측정에 사용하는 것을 목적으로 PVBF 압전막을 이용하여 직선집속 초음파트랜스듀서를 제작하고 그 특성을 평가하였다. 제작은 한쪽 면이 원통형 구조를 갖는 구리, 알루미늄, 3mmPVC-에폭시 3가지 재료를 배면층으로 사용하여 각각에 PVDF를 부착시켜서 수중에 음파를 방사하도록 구성하였고, 특성평가는 임펄스응답 특성과 음장 특성으로 나누어서 평가하였다. 임펄스응답 특성은 제작한 3종류의 집속 초음파트랜스듀서에 대해 실험적으로 측정하고, Mason 등가회로1)를 이용한 이론적 해석결과와 비교하였다. 음장특성 측정실험은 구리를 배면체로 하여 제작한 집속 초음파트랜스듀서에 대해서 실시하였고, 그 이론적인 계산결과는 Raylelgh-Somme-rfeld 회 절이론2)을 도입하여 초점면에 형성되는 음압분포를 계산하는 것으로 얻어졌다. 실험은 펄스 초음파 송수기 및 $2{\mu}m/step$으로 이동하는 정밀 x-y-z 스테이지를 컴퓨터에 연결하여 자동 측정하는 것으로 수행되었는데, 그 결과는 이론 해석결과와 비교적 잘 일치하였다.

• 비파괴검사학회지
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• 제33권1호
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• pp.1-6
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• 2013

Ultrasonic guided wave techniques have been widely used for long range nondestructive detection in tube-like structures. The present paper investigates the ultrasonic linear and nonlinear parameters for evaluating the thermal damage in aluminum pipe. Specimens were subjected to thermal loading. Flexible polyvinylidene fluoride (PVDF) comb transducers were used to generate and receive the ultrasonic waves. The second harmonic wave generation technique was used to check the material nonlinearity change after different heat loadings. The conventional linear ultrasonic approach based on attenuation was also used to evaluate the thermal damages in specimens. The results show that the proposed experimental setup is viable to assess the thermal damage in an aluminum pipe. The ultrasonic nonlinear parameter is a promising candidate for the prediction of micro-damages in a tube-like structure.

• 한국음향학회지
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• 제33권5호
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• pp.300-308
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• 2014

광음향 영상은 조직의 형태학적 정보뿐만 아니라 병리학적 정보도 함께 제공할 수 있어 죽상동맥경화증 진단에 유용하게 사용될 수 있다. 높은 해상도의 광음향 영상을 획득하기 위해서는 광음향 신호를 수신할 초음파 변환기가 고주파수 및 광대역 특성을 가져야만 한다. 또한 죽상동맥경화증 진단을 위해서는 혈관에 변환기를 직접 삽입하여 광음향 영상 신호를 획득해야하기 때문에 그 크기가 1 mm 이하가 되어야만 한다. 본 논문에서는 PVDF 압전 소재를 이용하여 혈관내 광음향 영상을 위한 고주파수, 광대역 특성을 갖는 초음파 변환기 제작이 가능함을 보였다. 개발한 광음향 수신 변환기는 단일소자이며 구경은 $0.5{\times}0.5mm$이고 전체 변환기 크기는 직경이 1 mm이내가 되도록 하였다. 작은 크기로 인해 형태학적 빔집속이 아닌 자연집속 깊이를 조절하여 관심영역(1~5 mm)에서 빔집속이 되도록 설계하였다. 제작한 혈관내 광음향 수신 변환기의 주파수 특성을 펄스-에코 응답실험을 통해 알아보았다. 제작된 변환기는 -6 dB 대역폭이 40.1~112.8 MHz이며, 중심 주파수가 76.83 MHz인 고주파수 및 광대역 특성을 갖는다는 것을 실험적으로 확인하였다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2007년도 추계학술대회 논문집
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• pp.346-346
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• 2007

압전세라믹 재료는 현재 압전 변압기, actuator, transducer, sensor, speaker 등에 광범위하게 이용이 되고 있다. 이 중에서 압전세라믹 소결체를 이용한 스피커의 제조는 가공이 까다롭고, 대형의 크기로 제작 시 소자가 깨지는 등의 많은 제약을 받고 있으며, 저음 특성이 떨어져 응용 범위가 한정되어 있다. 따라서 최근에는 이러한 단점을 극복하기 위하여 세라믹/고분자 복합체를 이용한 필름 스피커를 제작하고자 시도하고 있다. 이러한 세라믹/고분자 0-3형 압전 복합체를 이용할 경우, 제품의 경량화를 실현할 수 있고, 크기나 환경의 영향을 거의 받지 않으므로, 고기능성 스피커로의 응용에 적합할 것으로 보인다. 따라서 본 연구에서는 PZT계의 세라믹와 PVDF, PVDF-TrFE, Polyester, acrylic resin 등의 여러 고분자 물질과의 복합체를 제조하여 압전특성을 평가하였다. 본 실험은 먼저 $(Pb_{1-a-b}Ba_aCd_b)(Zr_xTi_{1-x})_{1-c-d}(Ni_{1/3}Nb_{2/3})_c(Zn_{1/3}Nb_{2/3})_dO_3$ (이하 PZT라 표기)의 최적화 조성을 선택하여, $1050^{\circ}C$에서 소결된 분말을 48시간 ball milling방법 로 약 $1{\mu}m$ 크기로 분쇄하였다. 고분자 물질들은 알맞은 용제들을 선택하여 녹였다. 그 다음 소결된 PZT분말과 고분자를 50:50, 60:40, 65:35, 70:30등의 무게 분율로 혼합하고, 분산제, 소포제 등을 첨가하여 3단 roll mill을 이용하여 충분히 분산시켜 페이스트 (Paste)를 제조하였다. 제조된 페이스트를 ITO가 코팅된 PET필름 위에 스크린 프린팅 법을 사용하여 인쇄하여 $120^{\circ}C$에서 5분간 건조하였다. 코팅된 복합체의 두께는 약 $80{\mu}m$ 정도로 측정되었다. Ag 페이스트를 이용한 상부 전극 형성에도 스크린 프린팅 법을 적용하였다. 이를 $120^{\circ}C$에서 4 kV/mm의 DC 전계로 분극 공정을 수행한 후 전기적 특성을 평가하였다. 유전특성을 조사하기 위해서 LCR meter (EDC-1620)를 사용하였고, 시편의 결정구조는 XRD (Rigaku; D/MAX-2500H)을 통해 분석하였으며, 전자현미경(SEM)을 이용하여 미세구조를 분석하였다. 압전 전하상수$(d_{33})$ 값은 APC 8000 모델을 이용하여 측정하였다. PZT의 혼합비가 증가할수록 비유전율 및 압전 전하 상수 등의 전기적 특성이 증가되었다. 또 여러 고분자 물질 중에서 PVDF-TrFE 수지가 가장 우수한 특성을 보였다. 이는 PVDF-TrFE 수지가 압전성을 나타내기 때문인 것으로 판단되었다.

• 한국음향학회지
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• 제35권3호
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• pp.175-182
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• 2016

수 MHz의 초음파를 이용하는 저주파 광음향 영상장치에 적용하는 것을 목적으로 압전단결정 PMN-PZT를 사용한 바늘형 수중청음기를 설계 제작하고, 그 특성을 수신감도가 알려져 있는 상용 PVDF(Polyvinylidene Fluoride) 수중청음기와 비교하여 평가하였다. 설계한 수중청음기의 임펄스응답을 KLM 모델에 의해 시뮬레이션한 결과, $50{\Omega}$의 종단 임피던스에 걸리는 최대 전압을 기준으로 한 수신감도는 -261.6 dB re $1V/{\mu}Pa$이며, 2 ~ 12 MHz 대역에서 5 dB 이내의 비교적 평탄한 특성을 가지는 것으로 예측되었다. 제작한 수중청음기의 수신감도를 순음 펄스를 사용하여 측정한 결과, 측정 가능한 2 ~ 8 MHz 대역에서 상용의 수중청음기에 비해 평균 10.9 dB 높게 나타났으며, 그 값은 $-255.8{\pm}2.8$ dB re $1V/{\mu}Pa$이었다. 나아가, 제작한 수중청음기를 기계주사형 광음향 영상장치에 적용하여 머리카락에 대한 영상을 획득하였는바, 수신된 광음향 신호가 상용의 것보다 크고, 영상 또한 우수함을 알았다.

• 한국음향학회:학술대회논문집
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• 한국음향학회 2002년도 하계학술발표대회 논문집 제21권 1호
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• pp.361-364
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• 2002

의료용 초음파 진단기는 음축 방향 초점거리의 제어를 위해서 각 진동요소의 전기단자에 전기회로를 이용한 가중치를 부가하는 방식을 사용하고 있다. 그러나 본 연구에서는 단일 PVDF로 구성된 트랜스듀서에 바이몰프 타입의 엑츄에이터를 부가하여 진동요소의 배열이나 전기적 가중치의 부가없이 기계적으로 곡률 반경(R.O.C. : Radius Of Curvature)을 제어하는 방법을 제안하였고, 바이몰프 타입 엑츄에이터에 인가한 전압 변화에 따른 트랜스듀서의 곡률 반경 변화를 측정하여 이에 따른 수중에서의 음장 분포 변화를 시뮬레이션 결과와 비교하였다.

• 센서학회지
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• 제10권5호
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• pp.320-328
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• 2001

PVDF(Polyvinylidene fluoride) 압전막을 이용하여 $8{\times}8$의 요소를 갖는 2차원 배열 수중청음기를 설계 제작하고. 그것을 이용하여 수 MHz$\sim$수십 MHz 대역의 초음파 음장을 측정하는 방법 및 측정시스템을 구축하였다 수중청음기의 설계에 있어서는 배면체의 종류에 따른 주파수 응답특성을 Mason 등가회로에 의해 해석하였고, 압전체 요소의 크기 및 간격, 스캐닝 스탭에 따른 음장 측정 정도를 검토하였다 2.25MHz의 원형평면 트랜스듀서가 만드는 수중 음장을 제작한 수중청음기 및 측정시스템으로 측정한 결과, 비교적 정밀한 측정이 가능함을 알았다.

• 비파괴검사학회지
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• 제17권2호
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• pp.100-107
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• 1997

파괴역학적 고려에 의하여 구조용 세라믹에서 $100{\mu}m$보다 작은 크기의 결함을 검출하는 것이 요구되고 있다. 미세결함이 삽입된 세라믹 시편을 준비하여 고주파수 검출장에서 C-scan을 수행하였다. 두께 4m의 SiC 세라믹 시편들을 입도가 $100{\mu}m$에서 $200{\mu}m$ 범위의 Fe, 입도 $36{\mu}m$에서 $50{\mu}m$ 범위의 Fe와 $50{\mu}m$ 크기의 pore를 용침법(infiltration)으로 삽입하여 준비하였고 또 입도 $100{\mu}m$에서 $200{\mu}m$ 범위의 WC, 입도 $36{\mu}m$에서 $50{\mu}m$ 범위의 WC, 입도 $100{\mu}m$에서 $200{\mu}m$ 범위의 Si, 입도 $36{\mu}m$에서 $50{\mu}m$ 범위의 Si 입자들을 소결법(sintering)으로 삽입하여 준비하였다. 준비된 시편에 대해 중심주파수 80MHz의 polyvinylidene fluoride(PVDF) 초음파탐촉자를 사용하여 C-scan을 수행한 결과 100MHz 범위까지의 고주파수 성분을 지닌 검출장에서는 $36{\mu}m$에서 $200{\mu}m$ 범위의 미세결함들이 검출되었으나 60MHz 이하의 주파수 성분만으로 구성된 저주파수 검출장에서는 검출되지 않았다. 중심 주파수에서의 파장에 대하여 검출된 최소 결함의 비는 약 0.25로 Rayleigh 산란 영역이었다.