• Bulletin of the Korean Chemical Society
• /
• 제33권7호
• /
• pp.2305-2308
• /
• 2012

Perovskite structured barium titanate particles ($BaTiO_3$) platelets were synthesized by molten salt synthesis and topochemical microcrystal conversion. As the precursors of $BaTiO_3$, plate-like $BaBi_4Ti_4O_{15}$ particles were first synthesized by the reaction of $Bi_4Ti_3O_{12}$, $BaCO_3$, and $TiO_2$ at $1080^{\circ}C$ for 3 h in $BaCl_2$-KCl molten salt. After the topochemical reactions, layer-structured $BaBi_4Ti_4O_{15}$ particles transformed to the perovskite $BaTiO_3$ platelets. $BaTiO_3$ particles with thickness of approximately $0.5{\mu}m$ and a length of $10-15{\mu}m$ retained the morphology feature of the $BaBi_4Ti_4O_{15}$ precursor. For <001> $Pb(Mg_{1/3}Nb_{2/3})O_3-32.5PbTiO_3$ (PMNT)-5 wt % PbO piezoelectric ceramics textured with 5 vol % of $BaTiO_3$ templates, the Lotgering factor reached 0.82, and $d_{33}$ was 870 pC/N.

• 토지주택연구
• /
• 제3권2호
• /
• pp.187-193
• /
• 2012

최근 에너지 관련 연구분야에서 새롭게 주목받는 것이 주변의 에너지를 수확하는 에너지 하비스팅 기술이다. 본 논문에서는 다양한 에너지 하비스팅 기술들 중 압전 기술과 전자기 유도 방식을 조합한 에너지 블록의 발전성능이 조사되었다. 본 연구의 목적은 개발된 에너지 하비스팅 블록의 주택 도시 분야 적용성을 평가하기 위한 것이다. 이를 위해 본 논문에서는 실험실 규모의 다층 에너지 하비스터의 현 발전수준을 평가하여 제시하였다. 그 다음으로 증폭기술이 적용된 프로토타입의 특징을 설명하고 개발된 프로토타입 모듈의 발전성능을 다각적으로 평가하여 제시하였다. 성능 평가 결과, 개발된 에너지 블록은 기존 상용 제품에 비해서 255%와 505%까지 성능이 향상되었고 그 우수성이 입증되었다. 마지막으로 에너지 하비스팅 블록의 후속 연구 방향을 제시하였다.

• 대한기계학회논문집B
• /
• 제36권11호
• /
• pp.1055-1063
• /
• 2012

16채널 어레이 마이크로폰을 이용하여 난류 유동장 내 벽면 압력섭동에 대한 측정을 수행하였다. 본 실험에 사용된 코팅재질은 약 50 ppi (pores per inch)의 다공성 구조로 이루어진 우레탄 물질로 이루어져 있다. 코팅의 주된 목적은 난류 유동장 내 최소한의 공간을 유지하면서 대류속도로 진행하는 난류 와들을 필터링하는 역할을 하는 것이다. 평판 위 경계층의 측정은 열선 유속계를 이용하였으며 표면 마찰계수 값을 얻기위해 CPM법을 사용하였다. 벽압력 스펙트럼과 파수-주파수 스펙트럼 측정은 코팅에 의해 얼마나 에너지가 저감되는 지를 비교하기 위해 사용되었다. 벽면 코팅은 대류하는 무차원 벽면섭동압력에너지를 저감시켰지만, 컴플라이언트 코팅된 벽면 거칠기로 인해 일반 강체 평판에 비해 상대적으로 발달된 경계층을 형성하였으며 벽면 평균전단응력과 저주파수 압력스펙트럼 레벨도 함께 증가하였다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
• /
• 한국해양정보통신학회 2003년도 추계종합학술대회
• /
• pp.633-636
• /
• 2003

본 논문에서는 ZnO를 사용한 다층 박막 SMR 소자의 공진 특성을 개선하기 위해서 실리콘 기판 상부에 형성된 W/SiO$_2$의 Bragg reflector를 thermal annealing한다. SMR 소자의 공진 특성은 Bragg reflector에 적응된 annealing 조건에 의존함을 관찰할 수 있었다. annealing을 하지 않은 Bragg reflector를 갖는 SMR 소자와 비교했을 경우, 40$0^{\circ}C$/30min의 조건으로 annealing된 Bragg reflector를 갖는 SMR 소자가 가장 훌륭한 공진특성을 나타내었다. 새롭게 제안된 annealing 공정은 W/SiO$_2$ 다층 박막 Bragg reflector를 갖는 SMR 소자의 공진 특성을 효과적으로 개선시키는데 있어 매우 유용할 것으로 보인다.

• 대한기계학회논문집A
• /
• 제25권10호
• /
• pp.1514-1519
• /
• 2001

This paper is concerned with design, manufacturing and performance test of LIPCA ( Lightweight Piezo- composite Curved Actuator) using a top carbon fiber composite layer with near -zero CTE(coefficient of thermal expansion), a middle PZT ceramic wafer and a bottom glass/epoxy layer with high CTE. The main point of this design is to replace the heavy metal layers of THUNDER by thigh tweight fiber reinforced plastic layers without losing capabilities to generate high force and large displacement. It is possible to save weight up to about 30% if we replace the metallic backing material by the light fiber composite layer. We can also have design flexibility by selecting the fiber direction and the size of prepreg layers. In addition to the lightweight advantage and design flexibility, the proposed device can be manufactured without adhesive layers when we use epoxy resin prepreg system. Glass/epoxy prepregs, a ceramic wafer with electrode surfaces, and a graphite/epoxy prepreg were simply stacked and cured at an elevated temperature (177 $^{circ}C$ after following an autoclave bagging process. It was found that the manufactured composite laminate device had a sufficient curvature after detached from a flat mold. The analysis method of the cure curvature of LIPCA using the classical lamination theory is presented. The predicted curvatures are fairly in agreement with the experimental ones. In order to investigate the merits of LIPCA, a performance test of both LIPCA and THUNDE$^{TM}$ were conducted under the same boundary conditions. From the experimental actuation tests, it was observed that the developed actuator could generate larger actuation displacement than THUNDERT$^{TM}$.

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

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제34권2호
• /
• pp.33-42
• /
• 2018

본 연구에서는 소형 압전소자의 전기-역학적 임피던스를 이용하여 모래의 단위중량이나 강도를 평가하였다. 다짐 몰드 내 크기가 다른 세 종류의 미고결 낙동강모래를 느슨하거나 조밀하게 성형한 다음 내부에 직경 20mm 원형모양의 납작한 압전소자를 설치하고 임피던스를 측정하였다. 또한, 가는 낙동강모래에 시멘트비 4, 8, 12, 16%로 직경 50mm, 높이 100mm의 고결 공시체를 6층으로 다져서 제작하였다. 고결 공시체의 3층 내부에 압전소자를 수평방향으로 설치한 다음 3일 동안 임피던스 신호를 측정하였으며, 측정 후 일축압축시험을 실시하였다. 미고결 모래의 단위중량이 증가함에 따라 공진주파수는 102kHz에서 105kHz까지 약간 증가하였으며, 공진주파수 발생 시 컨덕턴스는 감소하였다. 고결 모래의 양생시간과 시멘트비가 증가함에 따라 공진주파수는 129kHz에서 266kHz까지 크게 증가하였으며, 공진주파수 발생 시 컨덕턴스는 반대로 감소하는 경향을 보였다. 고결 모래의 일축압축강도는 시멘트비에 따라 289-1,390kPa 정도이며, 공진주파수와는 뚜렷한 정비례 관계를 보이지만 공진주파수 발생 시 컨덕턴스와는 반비례 관계를 보였다.

• 센서학회지
• /
• 제12권6호
• /
• pp.265-272
• /
• 2003

본 논문은 파이렉스 #7740 유리 박막을 이용한 MEMS용 MLCA (Multi Layer Ceramic Actuator)와 Si기판의 양극접합 특성에 관한 것이다. 최적의 RF 마그네트론 스피터링 조건 (Ar 100%, input power $1\;W/cm^2$)하에서 MLCA기판위에 파이렉스 #7740 유리의 특성을 갖는 박막을 증착하였다. $450^{\circ}C$에서 1시간 열처리한 다음, -760 mmHg, 600V 그리고 $400^{\circ}C$에서 1시간동안 양극접합했다. 그 다음에 Si 다이어프램을 제조한 후, MLCA/Si 접합계면과 MLCA 구동을 통한 Si 다이어프램 변위특성을 분석 및 평가하였다. 다이어프램 형상에 따라 정밀한 변위 세어가 가능했으며 0.05-0.08 %FS의 우수한 선형성을 나타내었다. 또한, 측정동안 접합계면 균열이나 계면분리가 일어나지 않았다. 따라서, MLCA/Si기판 양각접합기술은 고성능 압전 MEMS 소자 제작공정에 유용하게 사용가능할 것이다.

• 대한기계학회논문집A
• /
• 제30권3호
• /
• pp.318-327
• /
• 2006

Due to the diversified use of recent Piezoelectric Zirconate Titanate Composite Actuate. (PZTCA), various PZTCAs with the different ply orientation of the fiber layer have been applied. For this reason, the applicable bending moment equation is necessary even though the fiber layer ply orientation and the laminate configuration are changed. The aim of this research is to evaluate the relationship between the total effective moment $(M^E)$ and Bernoulli-Euler bending moment (M) when the ply orientations of UD CFRP are changed. In conclusions, firstly, as the performance test results by the CFRP ply orientation, the performance of [0] and [90] were stable. However, while the performance of [+45] was suddenly decreased after 5 hours. Secondly, the change of $(M^E)$ by the CFRP ply orientation was evaluated. As the CFRP ply orientation was increased from [0] to [+60], the $(M^E)$ were gradually decreased. However, they became a little bit increased from [+60] to [90]. Finally, after the change of M by the CFRP ply orientation was evaluated, it was found that $M^E=2.2M$ was valid for just [0] and that there was a relationship between $M^E$ and M according to the ply orientation.

• 폴리머
• /
• 제35권2호
• /
• pp.130-135
• /
• 2011

전자 기기의 빠른 발전에 따른 무선 기기들의 사용은 급격히 늘어나고 있다. 그래서 이런 제품에 자가 발전이 가능한 재료를 적용시키는 사례가 점차 늘고 있다. 여기에 사용되는 재료로서 poly(vinylidene fluoride) (PVDF)가 있는데 PVDF는 piezoelectricity를 낼 수 있는 특별한 결정구조인 ${\beta}$-phase를 가지고 있다. 이 논문에서는 piezoelectricity에 결정적인 영향인 ${\beta}$-phase 함량을 증가시키기 위해 다층 PVDF 필름을 제조하였다. 이 PVDF 필름은 용매인 DMAc에 10%로 용해시킨 깃으로 spin rate는 850 rpm, spin time은 60초이며 건조온도는 $60^{\circ}C$이다. 비교적으로 다층 필름은 단열 층보다 더 높은 ${\beta}$-phase함량을 나타내었다 이 ${\beta}$-phase함량은 4-layer 필름이 되기까지 점차 증가되었으며 최대 함량은 7.72이다.