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박막 스피커와 투명 스피커 원문보기

세라미스트 = Ceramist, v.17 no.2, 2014년, pp.60 - 66  

김주형 (인하대학교 기계공학과) ,  김재환 (인하대학교 기계공학과)

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대상 데이터

  • (a) 구부릴 수 있는 압전 EAPap 기반의 투명스피커 필름. 전극으로 Au 박막을 사용. (b) 투명 스피커의 성능평가 실험.
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핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
PVDF는 어떻게 소리를 재생하는 특성을 가지고 있는가? 2와같이 재료적인 특성에서 기인한다. PVDF의 경우 높은 쌍극자 모멘트가 전기적 반발력으로 외부에서 전기장이 가해지면 쌍극자 인력으로 분자간 거리가 감소하여 PVDF 박막의 두께변화에 따른 주변공기의 압력의 변화를 만들어 소리를 재생하는 특성을 가지고 있다. 이러한 특성을 내기 위해서는 압전필름인 PVDF 양면에 전극을 형성하고 이를 기반으로 외부에서 전기적인 신호를 가함으로 압력차를 형성하도록 구성되며, 매우 단순한 형태로 제작될 수 있다.
셀룰로오스 기반의 EAPap의 필름 두께는 어떻게 결정되는가? 이러한 종이 기반의 투명 스피커를 제조하기 위해서는 자연계에 존재하는 셀룰로오스를 이용하여 제작하여야하나, 현재로서는 셀룰로오스는 결정화도와 분자간 수소결합력이 커서 박막필름 형태로 제조하기 위해서는, 이를 녹이기 위한 용매가 한정되어 있기 때문에 용매의 선택이 매우 중요하며 EAPap를 만들기 위한 사용된 셀룰로오스 용매로 DMAc (N,N-dimethyl acetamide)를 이용하고 첨가제인 LiCl를 사용하여 제작한다. 셀룰로오스섬유 형태가 모두 녹은 솔루션 상태의 셀룰로오스를 필름형태로 만들기 위하여 닥터블레이드(Doctor blade)를 이용하여 유리판 위에 솔루션을 고르게 편다. 일정한 간격을 두고 닥터 블레이드를 통해 셀룰로오스를 박막 형태로 제조하게 되고 이 과정에서 셀룰로오스 EAPap 필름의 두께가 결정된다. 일정한 박막 두께로 제작된EAPap 필름을 IPA (Isopropyl alcohol)와 탈이온수 (De-ionized water)를 50:50으로 섞은 용액에 장시간 넣어 솔루션에있는 LiCl와 DMAc를 제거함과 동시에 솔루션을 고형화시킨다.
압전 성능을 가진 폴리머의 예시는? 시트 형태나 필름 형태의 스피커는 압전 폴리머를 기반으로 한 새로운 형태의 스피커로 그 가능성을 보여주고 있다. 이러한 압전 성능을 가진 폴리머로는 고분자 압전 필름인PVDF (Polyvinylidene fluoride)4,5)와 자연계에서 얻어지는 셀룰로오스 기반의 EAPap (Electroactive Paper)6)이 그 대표적인 예이다. 이러한 압전 폴리머는 Fig.
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