본 논문에서는 우수한 초음파 특성을 가지는 압전 세라믹 진동자에 대한 특성연구와 이를 응용한 초음파노즐의 분무특성해석, 그리고 분무노즐시스템 제작을 통해 실질적인 초음파노즐을 구현하였다. 이러한 초음파 노즐의 구현을 위한 초음파 진동자를 제작하기 위한 기본연구로 고밀도 압전 세라믹스를 제조하였다. 이를 위해 PZW-PMN-PZT 세라믹스와 PMS-PNN -PZT 세라믹스의 조성비를 mole ratio, 소성온도변화. 첨가량 및 치환량 등을 변화시켜 가며 그들 시편에 대한 물리적, 유전적, 압전적 특성을 조사하였다. 아울러 초음파 노즐의 최적 분무 입자를 제어하기 위한 노즐의 분무 이론식을 도출하였으며, 본 연구에서 얻어진 주요 연구결과를 요약하면 다음과 같다. 1. PZW-PMN-PZT 세라믹스에 ...
본 논문에서는 우수한 초음파 특성을 가지는 압전 세라믹 진동자에 대한 특성연구와 이를 응용한 초음파노즐의 분무특성해석, 그리고 분무노즐시스템 제작을 통해 실질적인 초음파노즐을 구현하였다. 이러한 초음파 노즐의 구현을 위한 초음파 진동자를 제작하기 위한 기본연구로 고밀도 압전 세라믹스를 제조하였다. 이를 위해 PZW-PMN-PZT 세라믹스와 PMS-PNN -PZT 세라믹스의 조성비를 mole ratio, 소성온도변화. 첨가량 및 치환량 등을 변화시켜 가며 그들 시편에 대한 물리적, 유전적, 압전적 특성을 조사하였다. 아울러 초음파 노즐의 최적 분무 입자를 제어하기 위한 노즐의 분무 이론식을 도출하였으며, 본 연구에서 얻어진 주요 연구결과를 요약하면 다음과 같다. 1. PZW-PMN-PZT 세라믹스에 MnO2 첨가량(X=0, 0.1, 0.2, 0.3, 0.4)을 변화시켜 가며 930[℃]의 소성온도에서 시편을 제조하였으며, 모든 시편의 밀도는 7.80[g/cm3]이상을 얻었다. MnO2 첨가량이 증가할수록 시편의 밀도는 선형적으로 감소하였고, tetragonality는 증가하였다. 전기기계 결합계수, 유전상수 및 압전정수 d33는 MnO2 첨가량의 증가함에 따라 점차 감소하는 경향을 나타내었고, 기계적 품질계수는 MnO2 2[wt%] 첨가 시 최대값을 보인 후 감소하는 특성을 보였다. 종래의 고상반응법의 소결온도 1,230[℃]보다 상당히 낮은 930[℃] 소결온도에서 MnO2 첨가량이 2[wt%]일 때, 전기기계 결합계수, 기계적 품질계수, 유전상수, 압전정수 d33는 각각 0.543, 1,536, 1,392, 318.7[pC/N]으로 최적의 값을 보였다. 2. PNN-PZT의 조성에 PMS 치환량을 변화시키는 시편 제조에서는 PMS 치환량이 증가함에 따라 결정구조는 정방정상에서 능면정상으로 상전이를 하였으며 PMS 3[mol%] 치환 시 상경계 영역을 나타내었다. 모든 시편은 액상소결과 2단계 하소법에 인해 종래의 소결온도 1,230[℃]보다 상당히 낮은 900[℃] 소결온도에서 완전한 소결이 이루어졌으며, PMS를 치환시킴으로써 전기기계 결합계수와 기계적 품질계수 및 소결성이 동시에 개선되었다. 소결온도 900[℃]에서 PMS 치환량이 3[mol%]일 때 밀도는 7.926[g/cm3], 전기기계 결합계수는 0.584, 압전상수 d33는 308[pC/N] 그리고 기계적 품질계수는 1,003의 값을 얻을 수 있었다. 3. 액체(물, 경유, 경유+백등유 혼합유)의 분무량과 분무 입자의 크기 조절을 위하여 노즐의 길이를 변화시켜 분무량을 5～600[ml/min]으로 조절할 수 있었다. 또한 분무 입자의 크기를 1～30[㎛]정도까지 제어 가능한 이론식을 도출하였다. 이 식은 다양한 용도의 분무기 응용분야에 설계제작을 위한 기초자료로 활용될 것이다. 4. 기계적 품질계수(Qm)와 전기기계 결합계수(Kp)가 높은 압전 세라믹 진동자를 이용한 초음파노즐시스템 구현을 통해 연소효율 개선, 환경오염 예방 및 유동성 액체 분무의 가능성을 확인하였다.
본 논문에서는 우수한 초음파 특성을 가지는 압전 세라믹 진동자에 대한 특성연구와 이를 응용한 초음파노즐의 분무특성해석, 그리고 분무노즐시스템 제작을 통해 실질적인 초음파노즐을 구현하였다. 이러한 초음파 노즐의 구현을 위한 초음파 진동자를 제작하기 위한 기본연구로 고밀도 압전 세라믹스를 제조하였다. 이를 위해 PZW-PMN-PZT 세라믹스와 PMS-PNN -PZT 세라믹스의 조성비를 mole ratio, 소성온도변화. 첨가량 및 치환량 등을 변화시켜 가며 그들 시편에 대한 물리적, 유전적, 압전적 특성을 조사하였다. 아울러 초음파 노즐의 최적 분무 입자를 제어하기 위한 노즐의 분무 이론식을 도출하였으며, 본 연구에서 얻어진 주요 연구결과를 요약하면 다음과 같다. 1. PZW-PMN-PZT 세라믹스에 MnO2 첨가량(X=0, 0.1, 0.2, 0.3, 0.4)을 변화시켜 가며 930[℃]의 소성온도에서 시편을 제조하였으며, 모든 시편의 밀도는 7.80[g/cm3]이상을 얻었다. MnO2 첨가량이 증가할수록 시편의 밀도는 선형적으로 감소하였고, tetragonality는 증가하였다. 전기기계 결합계수, 유전상수 및 압전정수 d33는 MnO2 첨가량의 증가함에 따라 점차 감소하는 경향을 나타내었고, 기계적 품질계수는 MnO2 2[wt%] 첨가 시 최대값을 보인 후 감소하는 특성을 보였다. 종래의 고상반응법의 소결온도 1,230[℃]보다 상당히 낮은 930[℃] 소결온도에서 MnO2 첨가량이 2[wt%]일 때, 전기기계 결합계수, 기계적 품질계수, 유전상수, 압전정수 d33는 각각 0.543, 1,536, 1,392, 318.7[pC/N]으로 최적의 값을 보였다. 2. PNN-PZT의 조성에 PMS 치환량을 변화시키는 시편 제조에서는 PMS 치환량이 증가함에 따라 결정구조는 정방정상에서 능면정상으로 상전이를 하였으며 PMS 3[mol%] 치환 시 상경계 영역을 나타내었다. 모든 시편은 액상소결과 2단계 하소법에 인해 종래의 소결온도 1,230[℃]보다 상당히 낮은 900[℃] 소결온도에서 완전한 소결이 이루어졌으며, PMS를 치환시킴으로써 전기기계 결합계수와 기계적 품질계수 및 소결성이 동시에 개선되었다. 소결온도 900[℃]에서 PMS 치환량이 3[mol%]일 때 밀도는 7.926[g/cm3], 전기기계 결합계수는 0.584, 압전상수 d33는 308[pC/N] 그리고 기계적 품질계수는 1,003의 값을 얻을 수 있었다. 3. 액체(물, 경유, 경유+백등유 혼합유)의 분무량과 분무 입자의 크기 조절을 위하여 노즐의 길이를 변화시켜 분무량을 5～600[ml/min]으로 조절할 수 있었다. 또한 분무 입자의 크기를 1～30[㎛]정도까지 제어 가능한 이론식을 도출하였다. 이 식은 다양한 용도의 분무기 응용분야에 설계제작을 위한 기초자료로 활용될 것이다. 4. 기계적 품질계수(Qm)와 전기기계 결합계수(Kp)가 높은 압전 세라믹 진동자를 이용한 초음파노즐시스템 구현을 통해 연소효율 개선, 환경오염 예방 및 유동성 액체 분무의 가능성을 확인하였다.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.