초록 ▼

□ 연구의 목적 및 내용
1단계 (2017~2019): 비납계 압전소재 기반 상태진단 센서 소자 기술 개발 (선진 부품소재 기술 대비 70% 수준)
ㅇ 센서용 비납계 압전소재 실형상 제조 기술 확립(납함유율 0%, 압전상수 >300pC/N, 큐리온도 >300℃)
ㅇ 비납계 압전센싱 모듈 구현 및 성능 최적화(감도 80pC/g, 공진주파수 10kHz )
ㅇ 센서 소자화를 위한 구성 부품소재 설계/제작

□ 연구개발성과
- KAERI 고유의 비납계 압전체 실형상 제조 기술 확립: 연구원 고유의 (K

□ 연구의 목적 및 내용
1단계 (2017~2019): 비납계 압전소재 기반 상태진단 센서 소자 기술 개발 (선진 부품소재 기술 대비 70% 수준)
ㅇ 센서용 비납계 압전소재 실형상 제조 기술 확립(납함유율 0%, 압전상수 >300pC/N, 큐리온도 >300℃)
ㅇ 비납계 압전센싱 모듈 구현 및 성능 최적화(감도 80pC/g, 공진주파수 10kHz )
ㅇ 센서 소자화를 위한 구성 부품소재 설계/제작

□ 연구개발성과
- KAERI 고유의 비납계 압전체 실형상 제조 기술 확립: 연구원 고유의 (K,Na)NbO₃계(KNN-x-y) 압전물질 조성을 도입, 압전상수 300pC/N, 큐리온도 330℃의 고성능의 링타입 실형상 제조 기술 확보
- KAERI 고유의 고성능 센싱 모듈 부품/소재 기술 확보 : 메타모델링 및 압전해석을 통해 가속도계 센서의 최적 디자인 획득 및 구성 부품 도면 확보, 감도 95 pC/g(목표: 80pC/g), 공진주파수 22 kHz(목표: 10 kHz)
- 선진 상용 센서 (SKF 가속도계 센서) 대비 100% 이상의 성능 구현, 4종의 센싱 모듈 디자인 및 실형상 제시
- 정량적 성과 : 최고급 SCI 논문 10건, 특허 등록 1건, 프로그램 등록 3건, 언론홍보 2건, 수상 3건, 2018 국가연구개발 우수성과 100선 선정(과학기술정보통신부) 등

□ 연구개발성과의 활용계획(기대효과)
- 차기단계(2020~2021)에서 개발된 센서 부품 및 소재 기술의 최적화를 지속하여 선진 센서에 비해 성능이 향상된 센서 기술을 확보함. 개발된 센싱 모듈 부품 및 소재 기술과 회로 기술(3세부 협력) 및 기기진단/검증 기술(1세부 협력)을 연계하여 완성된 센서 기술을 구축함.
- 최종 센서 부품 및 소재 기술은 가동 원전 2차 계통 핵심설비 고감도 상시 안전 진단에 활용, 감시/진단 시스템과의 기술 융합/패키지화, 고유기술 확보를 통한 발전소의 현장 요구사항(성능개선, 오작동 등) 해결, 원전 환경용 센서 제품화 및 실용화 추진(국내 제작사 연계) 등.

(출처 : 요약문 4p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 2
• 보고서 요약서 ... 3
• 요약문 ... 4
• 목차 ... 5
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 6
• 1-1. 연구개발의 목적 ... 6
• 1-2. 연구개발의 필요성 ... 7
• 1-3. 연구개발의 범위 ... 8
• 2. 연구수행 내용 및 성과 ... 9
• 2-1. 연구수행 내용 ... 9
• 가. 센서용 비납계 압전 실형상 공정 기술 확립 ... 9
• 나. 비납계 압전 실형상 특성 검증 ... 13
• 다. 비납계 압전센싱 모듈 구현을 위한 모델링 및 디자인 최적화 연구 ... 17
• 라. 비납계 압전센싱 모듈 제작 ... 25
• 마. 비납계 압전센싱 모듈 성능 평가 ... 30
• 2-2. 연구개발성과 ... 38
• 가. 주요 기술 개발 성과 ... 38
• 나. 연구실적물 ... 40
• 3. 목표 달성도 및 관련 분야 기여도 ... 43
• 3-1. 목표 달성도 ... 43
• 3-2. 관련 분야 기여도 ... 44
• 4. 연구개발성과의 활용 계획 등 ... 45
• 붙임. 참고문헌 ... 46
• 끝페이지 ... 47