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문제 정의
- 본 논문에서는 압전 에너지 발생 기술의 적용을 위하여 높은 압전 특성을 나타낼 수 있는 마이크로단위의 미세 기둥 형태의 공정 설계 기술을 연구하였으며, 이러한 압전 에너지 발생 소자를 마이크로단위로 미세화하여 복합체 상태의 탄성체를 이용, 구조물을 제작하여 기존 압전 재료보다 외부의 충격으로부터 더 강하게 견딜 수 있는 특성을 갖도록 연구하였다. 이를 이용하여 자가 발전에 의한 안정적 에너지발전 시스템의 개발을 목표로 하는 연구를 진행하였다.
- 본 실험은 기존의 압전 파우더를 필라 구조로 소성 시키는 방법으로 진행되었다. 공정의 실험 과정은 다음과 같다.
- 본 연구에서는 우수한 압전 특성을 가지는 PMN-PZT(Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-PbZrTiO3)를 세라믹-고분자 복합 미세구조 기둥형태 소자 제작 공정을 통하여 연구를 진행하였다. 본 논문에서 기술된 공정과정으로 세라믹-고분자 복합 미세구조 기둥형태 소자를 만드는 성과를 이루었으며, 제작된 소자가 갖는 유전율과 기대 효과 등을 파악할 수 있었다.
- 이 연구의 목표인 세라믹-고분자 복합 미세구조 기둥형태 소자 제작을 위하여 위와 같은 실험 과정을 실시하였고 이에 우리는 다음과 같은 결과물을 얻을 수 있었다.
- 하지만 이러한 압전 소자는 매우 단단하여 작은 진동에 의해서는 효과적인 에너지를 발생할 수 없을 뿐만 아니라 큰 변형을 가하게 되면 깨져버리는 단점을 갖고 있다. 이러한 단점을 개량하기 위해서 본 연구에서는 PZT (lead zirconium titanite ceramics)의 발전 성능을 개량시킬 수 있는 세라믹-고분자 필라 구조 복합재료 발전 소자를 도입하였다. 세라믹-고분자 필라 구조 발전소자란 PZT를 폴리머 계열의 재료와 같이 필라 구조로 설계한 후 복합재료 성형 공정을 통하여 제작하는 것을 의미한다.
- 본 논문에서는 압전 에너지 발생 기술의 적용을 위하여 높은 압전 특성을 나타낼 수 있는 마이크로단위의 미세 기둥 형태의 공정 설계 기술을 연구하였으며, 이러한 압전 에너지 발생 소자를 마이크로단위로 미세화하여 복합체 상태의 탄성체를 이용, 구조물을 제작하여 기존 압전 재료보다 외부의 충격으로부터 더 강하게 견딜 수 있는 특성을 갖도록 연구하였다. 이를 이용하여 자가 발전에 의한 안정적 에너지발전 시스템의 개발을 목표로 하는 연구를 진행하였다.
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