초록 ▼

압전 CERAMIC 전자 부품의 응용이 통신기기, 음향기기, 초음파 등의 고정밀도 산업에 이용되고 있으며, 주방용 GAS RANGE, 기타 GAS 이용 연소기구의 착화용으로 착화시 발생되는 폭발 및 연소 위험을 방지하기 위해 착화용 압전소자를 개발하여 실용화하고 있다. 우리나라에서는 모든 압전착화소자 부품을 전량 수입에 의존하고 있어 이의 국산화가 요구되고 있다. 본 연구에서는 착화용 압전 소자로 쓰일 수 있는 PZT계 압전 세라믹 부품을 PB(CD1/2,W12)O3-PZ-PT SYSTEM을 이용하여 개발하였으며 이의 압전 특성을

압전 CERAMIC 전자 부품의 응용이 통신기기, 음향기기, 초음파 등의 고정밀도 산업에 이용되고 있으며, 주방용 GAS RANGE, 기타 GAS 이용 연소기구의 착화용으로 착화시 발생되는 폭발 및 연소 위험을 방지하기 위해 착화용 압전소자를 개발하여 실용화하고 있다. 우리나라에서는 모든 압전착화소자 부품을 전량 수입에 의존하고 있어 이의 국산화가 요구되고 있다. 본 연구에서는 착화용 압전 소자로 쓰일 수 있는 PZT계 압전 세라믹 부품을 PB(CD1/2,W12)O3-PZ-PT SYSTEM을 이용하여 개발하였으며 이의 압전 특성을 일본 TDK사 제품과 비교하였다. 실험 결과 착화용 압전소자로 쓰일수 있는 조성은 0.02PB(CD1/2,W1/2)O3 + 0.50PBZRO3 + O.48BTIO3 + 0.5WT% MNO2이며 이 삼성 분계 PZT SYSTEM의 적결소결 온도는 1150℃로 소결온도가 낮아 PBO 휘발에 의한 재현성의 문제를 줄일수 있고 또한 양산시 생산 원가를 줄일 수 있는 장점이 있다. 최적 조성을 이용하여 제조된 압전착화 소자의 특성은 착화시 발생전압 특성을 나타내는 전압계수(G33) 값을 TDK사와 비교하면 15.72 * 10-3 vm/N (KAIST), 14.57 * 10-3 vm/N(TDK)로 KAIST의 개발품이 더 높게 나타났으며 다른 압전 계수 D33, J33 값도 높게 나타남을 알 수 있었으며 본 개발품이 TDK 사에 비해 우수함을 나타내었다. 본 연구의 결과를 이용하여 주방용 GAS 기수, 소형 GAS LIGHTER의 착화 점화 장치로 응용 할 수 있었다.

목차 Contents

• 제 1 장 서 론...13
• 제 2 장 이론 및 문헌조사...15
• 제 1 절 압전효과...15
• 제 2 절 Piezoelectric Ingnition System의 특성...19
• 제 3 절 방전에너지...24
• 제 4 절 Perovskite형 복합산화물...26
• 제 3 장 실험방법...29
• 제 1 절 제조공정...29
• 제 2 절 시편제조...30
• 1. 원료준비 및 성형...30
• 2. 소결...32
• 3. 전극부착...35
• 4. 분극처리...35
• 제 3 절 물성측정...36
• 1. 밀도측정...36
• 2. X선회절 분석...37
• 3. 미세구조 관찰...37
• 4. 유전 및 압전특성...37
• 5. 발생전압...43
• 제 4 장 결과 및 고찰...45
• 제 1 절 외국제품의 특성 분석 및 구조...45
• 1. EDAX분석...45
• 2. 미세구조관찰...48
• 3. 물리, 전기적 특성...50
• 4. Igniter Unit의 구조 및 재질...52
• 제 2 절 재료개발...52
• 1. $Pb(Cd_{\frac{1}{2}}W{\frac{1}{2}})\;O_3-PbZrO_3-PbTiO_3$ System특성...53
• 2. 조성확립...56
• 3. $MnO_2$ 첨가에 따른 특성변화...71
• 4. $Pb-Sites$에 $Ba$치환에 따른 특성변화...79
• 제 5 장 결론...83
• 참고문헌...84