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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 류주현
- 발행연도
- 2018
- 저작권
- 세명대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
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이 논문의 연구 히스토리 (4)
2018
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본 연구에서는 압전 액츄에이터 응용을 위한 우수한 압전 특성을 가지는 무연 압전 세라믹스를 개발하기 위하여 (Na,K,Li)(Nb,Sb,Ta)O3 세라믹스의 유전 및 압전특성의 개선을 위하여 전통적인 산화물 혼합방법을 사용하여 (Ba, Ca, Zr)O3 치환하고, CuO, MnO2, Li2O를 소결조제로 첨가하여 미세구조와 X-rd 패턴을 조사하였고, ATILA를 사용하여 적층 수에 따른 압전액츄에이터를 시뮬레이션 하여, 구동 주파수와 변위 특성을 관찰하였다. X-rd 패턴의 조사결과 시편에서 페로브스카이트(Perovskite) 구조를 갖는 사방정계(orthorhombic phase)상을 지닌다는 결과가 나타났다. 하지만 (Ba, Ca, Zr)O3 치환이 X= 0.015 이상에서는 능면체(rhombohedral)상과 정방정(tetragonal)상이 공존하는 morphotropic phase boundary(MPB)상의 형성을 확인하였으며 (Ba, Ca, Zr)O3 치환이 X= 0.02 일 때 ρ=4.6 g/㎤, kp=0.41, Qm=198, εr=1904, To-t=100 ℃, Tc=150 ℃, d33=260 pC/N의 우수한 유전 및 압전특성을 나타내었다. 또한, SEM분석결과 (Ba, Ca, Zr)O3 치환이 그레인의 성장을 개선시켰으며 1차 상전이(orthorhombic-tetragonal: To-t)온도는 80 ℃에서 100 ℃ 사이에서 존재하는 것으로 나타났고, 큐리온도(tetragonal-cubic: Tc)는 200 ℃에서 300 ℃사이에서 나타나는 것으로 확인 할 수 있다.
이 결과 (Ba, Ca, Zr)O3가 X= 0.02 치환된 조성이 압전 액츄에이터의 응용을 위한 장래성 있는 비납 압전재료의 후보자로 사료된다.
ATILA를 사용하여 압전 액츄에이터의 적층수를 1층에서 6층까지 변화를 주어 시뮬레이션을 한 결과 적층 수에 따라 공진주파수가 170 Hz에서 1155 Hz까지 높아졌으며, 변위 또한 적층 수에 따라 증가하여 5층에서 44.56 ㎛로 최대 변위를 나타냈다.
이 결과 (Ba, Ca, Zr)O3가 X= 0.02 치환된 조성이 압전 액츄에이터의 응용을 위한 장래성 있는 비납 압전재료의 후보자로 사료된다.
ATILA를 사용하여 압전 액츄에이터의 적층수를 1층에서 6층까지 변화를 주어 시뮬레이션을 한 결과 적층 수에 따라 공진주파수가 170 Hz에서 1155 Hz까지 높아졌으며, 변위 또한 적층 수에 따라 증가하여 5층에서 44.56 ㎛로 최대 변위를 나타냈다.
목차
국문요약제 Ⅰ 장 서 론1제 Ⅱ 장 이 론42-1. 압전효과42-2. 압전세라믹스의 특성72-3. 압전 액츄에이터17제 Ⅲ 장 실험 및 방법213-1. 시편의 제조213-2. 구조적, 전기적 특성의 측정263-3. 압전 액츄에이터의 ATILA 시뮬레이션 및 측정29제 Ⅳ 장 결과 및 고찰344-1. XRD패턴344-2. 미세구조 특성364-3. 유전 및 압전특성384-4. 유전상수의 온도의존성414-5. 분극-전계 히스테리시스 곡선434-6 압전 액츄에이터의 ATILA 시뮬레이션 특성44제 Ⅴ 장 결론50영문초록55
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