• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제18권8호
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• pp.690-695
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• 2005

We have investigated on the development of 2-2 mode piezocomposites that have better piezoelectric activity and lower acoustic impedance than those of conventional piezoceramics. In this study, we have investigated the electrical properties and acoustic impedance of 2-2 mode piezocomposite which were fabricated using the dice-and-fill technique for the different volume fractions of PZT The volume shrinkage of polymer is an important factor in 2-2 mode piezocomposites fabrication. The thickness mode electromechanical coupling factor($\kappa_t$) of PZT was compared with that of piezocomposites. It was shown that the 2-2 mode piezocomposites were much better than the PZT only. The acoustic impedance of 2-2 mode piezocomposites decreased linearly when PZT volume fraction was decreased.

• 한국정보기술응용학회:학술대회논문집
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• 한국정보기술응용학회 2005년도 6th 2005 International Conference on Computers, Communications and System
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• pp.215-218
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• 2005

We have investigated on the development of 2-2 piezocomposites that have better piezoelectric activity and lower acoustic impedance than those of conventional piezoceramics. In this study, we have investigated the piezoelectric and acoustic properties of 2-2 piezocomposites sensor which were fabricated using dice-and-fill technique for the different volume fraction of PZT. The resonance characteristics measured by an impedance analyzer were similar to the analysis of finite element method. The resonance characteristics and the electromechanical coupling factor were the best when the volume fraction PZT was 0.6. It also showed the highest result from the standpoint of sensitivity, bandwidth and ring-down property and so on at the same condition. The specific characteristics shows that the 2-2 piezocomposites turned out to be superior to the ultrasonic sensor composed by single phase PZT.

• 한국음향학회지
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• 제26권2호
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• pp.80-86
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• 2007

본 연구에서는 압전세라믹과 고분자재료를 사용하여 다이스와 필 방법으로 2-2형 압전복합재료를 제작하고 이것을 이용하며 초음파 센서를 설계하고 제작하여 전기적 및 음향 특성을 조사하였다. 제작된 시편의 공진특성은 유한요소 해석 결과와 임피던스 분석기(HP4194A)를 이용하여 실제로 측정한 결과와 유사하게 나타났다. 2-2형 압전복합재료의 고유음향 임피던스는 PZT의 부피분율이 감소함에 따라 선형적으로 감소하였다. 이것을 이용하여 제작된 초음파 센서의 공진특성 및 전기기계결합계수는 PZT의 부피분율이 0.6일 때 가장 우수하였다. 또한, 이것의 음향특성을 측정한 결과 PZT 부피분율이 0.6일때 진폭, 주파수 대역폭, 울림감쇠 특성 등이 가장 우수하게 나타났으며, 단일 압전세라믹으로 제작된 센서에 비하여 상당히 우수한 감도 특성을 나타내었다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2002년도 제4회 영호남학술대회 논문집
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• pp.146-149
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• 2002

In this study, 2-2 type piezocomposites were made and characteristics as volume fraction of PZT were investigated. The accoustic impedance of 2-2 piezoelectric composites was linearly decreased with decreasing PZT volume fraction. when the volume fraction of PZT was 0.2 the acoustic impedance was 3.2 Mrayl. The electromechanical coupling factor was favourable in comparison with the single phase PZT, and that was about uniformed about 0.68 in the 0.2 to 0.6 of PZT volume fraction.

• 한국음향학회지
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• 제30권7호
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• pp.368-376
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• 2011

압전복합체는 낮은 음향 임피던스와 높은 전기-기계 결합계수를 가지는 장점으로 인해 광대역 음향 트랜스듀서의 개발에 널리 활용되고 있으나, 구조의 복잡성으로 인해 이를 이용한 각종 트랜스듀서의 설계에 많은 제약이 있어왔다. 본 논문에서는 1-3형 압전복합체의 등가물성을 도출하여, 압전복합체와 동일한 특성을 가지는 균질한 단일 상의 물질로 대체하는 방법을 제안하였다. 압전복합체의 다양한 진동모드에서의 공진특성을 정확히 나타낼 수 있는 등가물성 도출을 위해 공진법과 유한 요소 해석법을 이용하였다. 제작한 1-3형 압전복합체 시편과 유한요소해석 모델의 주파수 특성을 비교하여 본 논문의 등가물성도출 방법의 타당성을 검증하였으며, 등가물성을 각 공진 모드별 단일상의 유한요소 해석 모델들에 적용하여 도출한 물성값의 정확성을 분석하였다.

• 한국음향학회지
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• 제30권8호
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• pp.436-445
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• 2011

본 논문에서는 2-2형 압전복합체의 등가 물성 도출에 관해 연구하였다. 먼저 2-2 압전복합체의 특성 변화를 유한요소법으로 해석하였고, 해석 결과와 2-2 압전복합체 시제작품의 특성 측정 결과를 비교하여 유한요소해석의 타당성을 검증하였다. PZT-5H와 고분자재료로 구성된 압전복합체의 단일상 등가물성은 Asymptotic Averaging Method를 이용하여 도출하였고, 도출된 물성을 다양한 진동 모드의 단일상 공진자 유한요소 모델에 대입한 후 완전한 2-2 압전복합체와의 임피던스 스펙트럼 차이를 최소 자승법을 이용하여 보정함으로써, 도출된 등가 물성값의 정확성을 향상시켰다. 본 연구에서 도출한 2-2 압전복합체의 등가 물성은 향후 다양한 음향 센서의 설계에 유용하게 사용될 수 있을 것이다.

• 한국음향학회:학술대회논문집
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• 한국음향학회 1998년도 학술발표대회 논문집 제5권
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• pp.1-4
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• 1998

본 논문에서는순수 압전세라믹에 비해 동등이상의 압적특성을 가지면서도 음향임피던스가 월등히 낮은 1-3형 압적복합체를 이용한 탐촉자의 개발에 관해 연구하였다. 압전 복합재료 탐촉자는 그 자체만으로 측정대상체와의 음향임피던스 차를 최소화하여 별도의 정합층을 필요로 하지 않는 특징을 가진다. 이를 위하여 본 연구에서는 복합재료에 사용되는 고분자재료의 물성값 설계와, 압전세라믹과의 적절한 배합구조와 형상의 결정에 주안점을 두었다. 그 결과를 바탕으로 압전 복합체 초음파 트랜스듀서 시작품을 제작하고 그성능을 분석하였으며, 이론적인 시뮬레이션 결과과의 비교를 통해 설계이론의 타당성을 검증하였다.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제26권6호
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• pp.434-440
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• 2013

With polymer properties and ceramic volume fraction as design variables, the optimal structure of 1-3 piezocomposites has been determined to maximize the thickness mode electromechanical coupling factor. When the piezocomposite vibrates in a thickness mode, inter-pillar resonant modes are likely to occur between lattice-structured piezoceramic pillars and polymer matrix, which significantly deteriorates the performance of the piezocomposite. In this work, a new method to design the structure of the 1-3 type piezocomposite is proposed to maximize the thickness mode electromechanical coupling factor while preventing the occurrence of the inter-pillar modes. Genetic algorithm was used for the optimal design, and the finite element analysis method was used for the analysis of the inter-pillar mode.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2003년도 제5회 영호남 학술대회 논문집
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• pp.35-38
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• 2003

In this paper, we investigated the electric and acoustic properties of piezoelectric composites, which were fabricated using polymer and piezoelectric ceramics, when the volume fraction of PZT varies. Practically, the shrinkage rate of polymer is an important factor in ultrasonic transducer fabrication. When 10 wt% filler A was added into polymer(Epofix), the lowest shrinkage was resulted. The electromechanical coupling factor($k_t$) of the fabricated piezoelectric composites showed its highest when the volume fraction PZT was 0.6. It decreased if the volume fraction was higher than the value. The relative permittivity and acoustic impedance of piezoelectric composites decreased linearly when PZT volume fraction was decreased. The lowest acoustic impedance was 3.2 when the volume fraction of PZT was 0.2.

• 한국음향학회지
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• 제17권8호
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• pp.48-57
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• 1998

본 논문에서는 순수 압전세라믹에 비해 동등이상의 압전특성을 가지면서도 음향임 피던스가 월등히 낮은 1-3형 압전복합체를 이용한 탐촉자의 개발에 관해 연구하였다. 압전 복합재료 탐촉자는 그 자체만으로 측정대상체와의 음향임피던스 차를 최소화하여 별도의 정 합층을 필요로 하지 않는 특징을 가진다. 이를 위하여 본 연구에서는 복합재료에 사용되는 고분자 재료의 물성값 설계와, 압전세라믹과의 적절한 배합구조와 형상의 결정에 설계의 주 안점을 두었다. 그 결과를 바탕으로 압전복합체 초음파 트랜스듀서 시작품을 제작하고 그 성능을 분석하였으며, 이론적인 시뮬레이션 결과와의 비교를 통해 설계이론의 타당성을 검 증하였다. 본 연구에서는 수립되어진 압전복합체 트랜스듀서의 설계 및 제작기법은 향후, 측 정대상체와의 정합을 위해 정합층에 대해 복잡한 설계 및 제작공정을 거쳐야하는 다양한 탐 촉자 개발에 유용하게 활용될 수 있을 것이다.