((예비레포트))압전체의 특성연구 예비레포트

소개

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목차

1. 실험목적

2. 실험배경

3. 실험내용

4. 일반적인 세라믹 공정의 공정도를 조사하고 각 공정이 가지는 의미에 대하여 조사하시오.
1) 원료처리
2) 분리
3) 혼합
4) 성형
5) 건조
6) 소성
7) 끝맺음 가공

5. 압전체의 특성으로는 위에서 언급한 d33와 kp 이외에 Qm(mechanical quality factor)이 있다. 이 세가지 특성을 이용하여 압전체가 응용되는 분야에 대하여 조사하시오.
1) 상대밀도
2) 압전전하계수 (Piezoelectric Strain Constant)
3) 전기기계결합계수(Electromechanical coupling coefficient, k)
4) 기계적 품질계수 (Mechanical Quality Factor)
5) 응용분야

6. 세라믹 시편은 일반적으로 다공질 물질이다. 이러한 물질의 밀도를 측정하는 방법에 대 하여 조사하시오.(힌트 : "아르키메데스"의 "부력의 원리"를 이용하시오.)

본문내용

1. 실험목적
1) 압전체를 제작하여 일반적인 세라믹 공정을 이해한다.
2) 제작된 압전체의 특성을 평가해 본다.

2. 실험배경
금속, 고분자와 더불어 3대 재료로 손꼽히는 세라믹스는 일반적으로 전통적인 세라믹스와 파인 세라믹스로 나누어진다. 전통적인 세라믹스는 주로 도자기, 내열 타일, 절연 구조재 등 에 사용되었으며 세라믹 자체의 물리적 특성인 높은 내마모성, 내구성, 내열성 등을 이용 하였다. 따라서 현재는 이러한 우수한 물리적 특성을 가지는 세라믹스에 전기적 특성을 부 여하여 파인 세라믹스로 이용하고 있으며 주로 센서, 필터, 액츄에이터, 캐패시터, 레조네이 터, 등에 사용하고 있다.
이러한 세라믹스는 대부분 원료 합성, 분쇄, 성형체 제작, 소결의 과정을 따르는 일반적인 세라믹 공정을 거쳐 제작하게 되는데 각 단계의 공정 조건에 따라 최종 시편의 특성에 크게 영향을 미치게 된다.
본 연구실에서는 파인 세라믹스의 일종으로 압전체(압전 세라믹스)를 연구하고 있다. 압전 세라믹스는 전기적 에너지를 기계적 에너지로, 기계적 에너지를 전기적 에너지로 서로 변환 할 수 있는 스마트 물질이다. 특히 진동 에너지와 전기적 신호간의 상호 변환이 가능하기 때문에 센서, 필터, 액츄에이터, 등 산업 전반에 광범위 하게 사용되고 있다. 또한 박막 구 조체인 MEMS에 적용할 경우 크기가 수 마이크로 미터에 이르는 초음파 모터 제작도 가능 하여 미래 성장 동력원으로 주목을 받고 있다. 현재는 환경 규제에 따라 기존 압전체에 첨 가된 납을 제거한 압전 세라믹스의 개발에 주력하고 있다.
이러한 압전체는 주로 d33와 kp를 통하여 그 특성을 평가하는데 d33는 시편에 변형을 주는 힘을 가하였을 때 발생하는 전계의 양을 나타내며 그 단위는 pC/N 이다. 또한 kp는 기계전기, 전기-기계로 두 에너지를 변환할 때, 에너지가 변환되는 효율을 나타내며 단위는 % 이다.

참고자료

· 없음