일반적으로 PZT계 세라믹스는 높은 결정격자 이방성을 가지고 있으며, 우수한 압전특성을 가지고 있다. 이러한 특성을 보이기 위해서는 높은 온도($1200^{\circ}C$)에서 소결을 해야하기 때문에 PbO의 휘발로 인하여 환경문제가 야기되고 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해서 Li, Na같은 액상소결제를 첨가시켜 소결온도를 낮추는 연구를 하고 있다. 본 연구에서는 $Pb(Mn_{1/3}Nb_{2/3})O_3$-PZT세라믹스가 갖는 높은 결정격자 이방성을 유지시키고, 저온소결시 압전 및 유전특성을 향상시키기 위해서 $Pb(Mg_{1/2}W_{1/2})O_3$를 치환시켜 attrition milling 시간에 따른 PWM-PMN-PZT세라믹스의 압전특성을 조사하였다.
A number of issues related with the vibrational behavior of pretwisted rotating beams featuring anisotropic properties and incorporating adaptive capabilities are considered in this paper. The adaptive capabilities are provided by a system of piezoactuators bonded or embedded into the structure. Based on the converse piezoelectric effect and on the out of phase activation, boundary control moments are pizoelectrically induced at the beam tip. A feedback control law relating the induced bending moments with the kinematical response quantities appropriately selected is used, and its beneficial effects, considered in conjunction with that of the beam anisotropy and structural pretwist upon the eigenvibration characteristics are highlighted
This paper presents an inertia type of piezostack based active mount fur unmanned aero vehicle (UAV) camera system. After identifying the stiffness and damping properties of the rubber element and piezostack a mechanical model of the active mount system is established. The governing equation of mount is then derived and expressed in a state space form. Subsequently, a sliding mode controller which is robust to uncertain parameters is designed in order to reduce the vibration imposed according to the military specification associated with UAV camera mount system operation. Control performances such as acceleration and transmitted force are evaluated through both computer simulation and experimental implementation.
The orientation of trabeculae and porosity determine the wave propagation in cancellous bone. Wave propagation, as well as charge density and piezoelectricity, stimulate bone remodeling. Also, Charged ions in the fluid affect wave propagation in cancellous bone. But the trabecular struts' piezoelectricity does not change the waveform of cancellous bone. However, the underlying mechanism is unknown yet why trabecula struts' piezoelectricity does not change wave propagation through cancellous bone. Thus, we derived the governing equation indicating that trabecular struts' piezoelectric properties show that those do not affect wave propagation in cancellous bone.
Buckling and post-buckling behaviors of geometrically perfect double-curvature shells made from smart composites have been investigated. The shell has been supposed to be exposed to transverse mechanical loading and magneto-electro-elastic (MEE) coupling. The composite shell has been made of two constituents which are piezoelectric and magnetic ingredients. Thus, the elastic properties might be variable based upon the percentages of the constituents. Incorporating small scale impacts in regard to nonlocal theory leads to the establishment of the governing equations for the double-curvature nanoshell. Such nanoshell stability will be shown to be affected by composite ingredients. More focus has been paid to the effects of small scale factor, electric voltage and magnetic intensity on stability curves of the nanoshell.
PbTio3 is a promising material with perovskite structure for pyroelectric sensor applications with its superior pyroelectric properties, low dielectric constants, and low piezoelectric constants. Growth of pyroelectric thin films in general, needs relatively higher temperatures than those of conventional Si semiconductor processing However, low growth temperature is advantageous for the device integration. We report the low temperature (350$^{\circ}C$) growth of PbTio3 thin films by 3-gun DC magnetron reactive sputtering. The effects of substrate temperature, Pb-flux, and total pressure on crystalinity and preferred orientation of PbTio3 thin films are reported.
이 논문은 고강도 콘크리트의 양생 강도 발현을 모니터링하기 위하여 콘크리트 내부에 매립이 가능한 지능형 센서를 제작하고 제작된 지능형 센서를 이용하여 콘크리트 내부의 유도 초음파 전달 시간을 측정함으로써, 콘크리트의 양생 강도를 실시간 추정할 수 있는 기법을 보여준다. 압전 소자를 콘크리트 내부에 삽입하는데 있어, 콘크리트의 수화열과 양생 시의 미세 변형으로부터 보호되어야 하므로, 방수 코팅과 모르타르 케이싱을 하였으며 이렇게 제작된 지능형 센서로부터 저비용의 셀프 센싱 기반 유도 초음파를 계측하여 콘크리트 내부의 유도 초음파 전달 시간을 모니터링하는 기법을 제안하였다. 콘크리트의 양생이 진행됨에 따라 콘크리트의 강도가 증가하게 되는데, 이는 즉 콘크리트의 탄성 계수가 증가하기 때문이며 이로 인해, 유도 초음파의 전달 시간이 빨라지는 것이므로, 이를 측정하여 콘크리트 양생 강도를 추정할 수 있게 된다. 제안된 기법의 적용가능성을 검증하기 위하여 설계 압축강도 100 MPa의 공시체 내부에 지능형 센서를 매립하고 양생기간 동안 유도 초음파를 측정, 비교 분석하였다. 유도 초음파 신호는 양생이 진행됨에 따라 더 빠르게 전달되었으며, 특히 강도 변화가 급격하게 일어나는 초기 재령에서의 유도 초음파 전달속도 변화가 가장 크게 나타났고 그 이후로 점차 감소하는 경향을 보여주었다. 또한, 유도 초음파 전달 시간과 강도 사이의 선형 상관관계를 이용하여 유도 초음파의 전달 시간을 이용해 발현강도를 추정하는 콘크리트 양생강도 추정식을 제안하였다. 결과적으로 이 연구를 통해 개발된 매립형 지능형 센서를 이용하여 고강도 콘크리트의 양생 강도를 실시간 모니터링할 수 있음이 검증되었다.
This study investigated the structural, dielectric, ferroelectric, and strain properties of (0.98-x)Bi1/2Na1/2TiO3-0.02BiFeO3-xSrTiO3 (BNT-BF-100xST, x=0.20, 0.22, 0.24, 0.26, and 0.28). All samples were successfully synthesized using the conventional solid-state reaction method and sintered at 1,175℃ for 2 h. The average grain size of the BNT-BF-100x ceramics decreased with increasing ST content. Furthermore, we observed that the ferroelectric- relaxor transition temperature (TF-R) decreased with increasing ST content, which eventually vanished in the BNT-BF-24ST ceramics. The results indicated that a ferroelectric to relaxor phase transition could be induced by ST modification. Consequently, a large electromechanical strain of 633 pm/V at 4 kV/mm was observed for the BNT-BF-26ST ceramics. These results imply that our materials have the competitive advantage of larger strain under lower operating field conditions compared with other BNT-based lead-free piezoelectric ceramics. We expect that BNT-BF-ST lead-free piezoelectric ceramics are promising candidates as a novel ternary BNT-based system and can find potential applications in actuators.
[ $Sr_xBa_{1-x}Nb_2O_6$ ] (SBN, $0.25{\leq}x{\leq}0.75$) ceramic is a ferroelectric material with tetragonal tungsten bronze (TTB) type structure, which has a high pyroelectric coefficient, piezoelectric, and a photo refractive properties. In this study, SBN60(x=0.6) thin film was manufactured by ion beam sputtering technique. Using the prepared SBN60 target in $Ar/O_2$ atmosphere as-deposited SBN60 thin film on Pt(100)/$TiO_2/SiO_2/Si$ substrate crystallization and orientation behavior as well as electric properties of SBN60 thin film were examined. SBN60 deposition up to $3000{\AA}$ in thickness, SBN60 thin film was heat-treated at $650^{\circ}C{\sim}800^{\circ}C$. The orientation was shown primarily along (001) plane from XRD pattern where working pressure was $4.3{\times}10^{-4}$ torr. The deposited layer was uniform, preferred orientatin and crystallization behavior resulted in the change of $O_2$ ratio was observed. In electric propertie of Pt/SBN60/Pt thin film capacitor remnant polarization (2Pr) value was $10{\mu}C/cm^2$, the coercive filed (Ec) 50 kV/cm, and the dielectric constant 615, respectively.
본 논문에서는 1-3형 압전복합재료를 단일상의 균질 압전매질로 모델링하기 위해 필요한 등가의 물성을 유한요소 해석으로 직접 추출하는 기법의 정확도를 다룬다. 직접 추출 기법은 압전재료의 전기적, 기계적 거동과 상호 간 커플링을 기술하는 구성방정식을 기반으로 물성 행렬의 개별 성분들을 직접적으로 산출하는 방법이다. 직접 추출에 사용되는 두 가지 구성방정식 조합 간의 정확도를 비교하기 위하여 단일 1-3형 압전복합재료 하이드로폰을 대상으로 등가물성과 수신감도를 산출하고 전체 영역에 대한 유한요소 해석 결과와 비교한다. 물성 추출의 정확도는 압전복합재료를 구성하는 폴리머의 탄성 특성과 밀접한 관련이 있음을 확인하고, 오차 원인을 분석하여 정확한 등가물성 산출을 위한 가이드라인을 제시한다. 압전복합재료 하이드로폰과 주변의 음향구조물을 포함하는 스테이브 규모에 대해서도 등가 모델링을 적용하여 추출된 물성의 정확도와 연산량 감소를 확인한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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