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분극전계가 Morphotropic 상경계 PZT 세라믹스 기판의 공진주파수 온도의존성에 미치는 영향

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Alternative Title
The Effect of Polling Intensity on Temperature Stability of Resonance Frequency of PZT Ceramic Substrates with the Compositions near Morphotropic Phase Boundary
Abstract
분극전계가 모포트로픽 상경계 부근 조성의 PZT세라믹스 기판의 공진주파수와 전기계결합계수에 미치는 영향을 조사하였다.
정방정계 구조의 시편의 경우에는 분극전계가 증가함에 따라 유전율이 비교적 크게 증가함을 보여 준다. 이는 이러한 조성을 채택한 세라믹필터의 공정에서는 소자의 임피이던스 매칭을 위해 분극전계의 크기를 정밀하게 관리할 필요가 있음을 보여 주는 것이다.
전기계결합계수는 모든 조성에서 분극전계의 크기에 별로 영향을 받지 않고 -20~+80[℃] 온도범위에서 거의 일정함을 보여 주었다. Zr/Ti=51/49, 52/48인 정방정계 영역에서는 온도가 증가함에 따라 분극전계의 크기에는 의존하지 않고 전기계결합계수가 약간 작아지는 현상을 보여 주었고, 반면에 Zr/Ti=54/46, 55/45인 능면체정계 영역에서는 온도가 증가함에 따라 분극전계의 크기에는 의존하지 않고 전기계결합계수가 약간 커졌다.
조성이 Zr/Ti=53/47 모포트로픽 상경계 조성으로부터 벗어날수록 분극전계에 의한 공진주파수 온도특성의 변화가 더 약하게 일어났다. 모포트로픽 상경계 부근 조성을 채택한 세라믹 공진자나 필터와 같이 동작주파수의 정밀도가 중요한 소자의 공정에서는 분극전계를 정밀하게 관리하여야 한다.
Effects of poling electrical intensity on resonance frequency and electro- mechanical coupling factor of PZT ceramics with the composition near mopotropic phase boundary were investigated.
The dielectric constant of specimens with tetragonal phase increased according to increasing poling intensity. Impedence matching of ceramic filters depends on dielectric constant of the substrates. In fabrication process of the devices, poling electrical intensity must be carefully controlled.
The electromecanical factors of the specimens with all compositions did not almost changed in the temperature range -20~+80[℃]. As the composition of the specimen come to the one nearer to mophotropic phase boundary, the changing degree of resonace frequency according to increasing poling electrical intensity increased. So, careful control of poling intensity is necessary to fabricating ceramic resonator or filter using the specimens with the mophotropic phase boundary because the devices have exact operating frequency.
Author(s)
양완석
Issued Date
2010
Awarded Date
2010. 2
Type
Dissertation
URI
http://dcoll.jejunu.ac.kr/jsp/common/DcLoOrgPer.jsp?sItemId=000000004956
Alternative Author(s)
Yang, Wan Seok
Affiliation
제주대학교 대학원
Department
대학원 전기전자공학과 전기공학전공
Advisor
이개명
Table Of Contents
Ⅰ. 서론 1
Ⅱ. 압전세라믹스의 이론적 배경 3
1. 강유전성 결정 3
2. 세라믹스의 전기분극에 의한 압전현상 4
3. 공진주파수 온도변화 특성 6
4. 압전세라믹스 공진자의 특성 7
Ⅲ. 에너지 하비스팅 10
1. 에너지 하비스팅의 배경 10
2. 압전소자의 전망 11
3. 연구동향 및 응용 분야 12
4. 기본 원리 14
Ⅳ. 실험 16
1. 시편 제작 16
2. 측정 18
1) 밀도 측정 18
2) 유전율 측정 18
3) 전기기계 결합계수 18
4) X-ray 회절 분석 18
5) 공진주파수 온도안정성 측정 19
Ⅴ. 실험결과 및 고찰 20
1. 분극 전과 분극전계의 세기에 따른 유전율 20
2. 각 조성 분극세기별 전기기계 결합계수 20
3. 각 조성 온도에 따른 분극세기별 전기기계 결합계수 21
4. 각 조성 분극별 X-ray 회절 분석 24
5. 각 조성 분극별 온도변화에 따른 공진주파수의 변화 26
Ⅵ. 결론 30
참고문헌 31
Degree
Master
Publisher
제주대학교 대학원
Citation
양완석. (2010). 분극전계가 Morphotropic 상경계 PZT 세라믹스 기판의 공진주파수 온도의존성에 미치는 영향
Appears in Collections:
Faculty of Applied Energy System > Electrical Engineering
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