KR100305990B1 - 압전트랜스포머용세라믹스조성물의제조방법 - Google Patents

압전트랜스포머용세라믹스조성물의제조방법 Download PDF

Info

Publication number
KR100305990B1
KR100305990B1 KR1019980025468A KR19980025468A KR100305990B1 KR 100305990 B1 KR100305990 B1 KR 100305990B1 KR 1019980025468 A KR1019980025468 A KR 1019980025468A KR 19980025468 A KR19980025468 A KR 19980025468A KR 100305990 B1 KR100305990 B1 KR 100305990B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
piezoelectric transformer
sample
mixing
piezoelectric
hours
Prior art date
Application number
KR1019980025468A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20000004080A (ko
Inventor
류주현
윤현상
윤광
Original Assignee
이수호
주식회사 진성피에조텍
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 이수호, 주식회사 진성피에조텍 filed Critical 이수호
Priority to KR1019980025468A priority Critical patent/KR100305990B1/ko
Publication of KR20000004080A publication Critical patent/KR20000004080A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100305990B1 publication Critical patent/KR100305990B1/ko

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
    • C04B35/48—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on zirconium or hafnium oxides, zirconates, zircon or hafnates
    • C04B35/49—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on zirconium or hafnium oxides, zirconates, zircon or hafnates containing also titanium oxides or titanates

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)

Abstract

본 발명은 압전 트랜스포머용 세라믹스 조성물의 제조방법 및 압전 트랜스포머의 분극방법에 관한 것으로, 본 발명에 따른 세라믹스 조성물의 제조방법은 전자 천평으로 시료를 평량하는 평량단계 (S1), 상기 평량단계 (S1) 에서 평량된 시료를 아세톤을 혼합매체로 볼밀에서 24 시간 동안 혼합 분쇄하는 1차 혼합 및 분쇄단계 (S2), 상기 1차 혼합 및 분쇄단계 (S2) 에서 혼합 분쇄가 완료된 시료를 완전히 건조시키는 1차 건조단계 (S3), 상기 1차 건조단계 (S3) 에서 완전히 건조된 시료를 850 ℃ 에서 2 시간 동안 1차 소성하는 1차 소성단계 (S4), 상기 1차 소성단계 (S4) 에서 1차 소성된 시료를 아세톤을 혼합매체로 볼밀에서 15 시간 동안 2차로 혼합 및 분쇄하는 2차 혼합 및 분쇄단계 (S5), 상기 2차 혼합 및 분쇄단계 (S5) 에서 혼합 분쇄가 완료된 시료를 완전히 건조시키는 2차 건조단계 (S6), 상기 2차 건조단계 (S6) 후, 5 % PVA 용액을 시료에 5 wt% 첨가하여 혼합하는 혼합단계 (S7), 상기 혼합단계 (S7) 후, 직경 21 mm 인 원형 몰더를 사용하여 1 ton/cm2의 압력으로 성형하는 성형단계 (S8), 상기 성형단계 (S8) 에서 성형된 시료를 1260 ℃ 로 2 시간 동안 2차 소성하는 2차 소성단계 (S9), 상기 2차 소성단계 (S9) 에서 소성된 시편을 1 mm 의 두께로 연마하여 전극을 도포하는 연마 및 전극 도포단계 (S10), 상기 연마 및 전극 도포단계 (S10) 에서 연마 및 전극이 도포된 시편을 80 ℃의 실리콘 오일에서 2.5 kV/mm 의 전계를 30 분 동안 인가하여 분극 처리하는 분극단계 (S11) 를 포함하고, 본 발명에 따른 압전 트랜스포머의 분극방법은 압전 트랜스포머 (5) 의 길이 방향으로, 입력단자는 공통 음극으로 하고 출력단자는 양극으로 하여, 150 ℃ 의 실리콘 오일에서 30 분 동안 1.5 Kv/cm 의 세기의 전계를 인가함으로써, 압전 트랜스포머를 분극하는 것을 특징으로 한다.

Description

압전 트랜스포머용 세라믹스 조성물의 제조방법 및 압전 트랜스포머의 분극방법
본 발명은 압전 트랜스포머용 세라믹스 조성물의 제조방법에 대한 것이다.
압전 트랜스포머가 1950 년대말에 개발된 이래 압전 트랜스포머를 TV 수신기의 고압 전원등으로의 높은 전압, 전력 인버터로 적용하려고 시도하였으나, 고강도, 고전력 압전재료 물질의 부족으로 그동안 응용이 어려웠다.
그러나, 최근 들어, 고전력 압전재료 개발에 힘입어 종래의 로젠 (Rosen) 형 압전 트랜스포머보다 개선된 형태의 수십-수백 KHz 의 공진주파수를 갖는 압전 트랜스포머가 일본의 각 연구소 및 기업체에서 개발되어, 그중 일부는 휴대용 개인 컴퓨터의 액정표시장치 (이하, LCD 라함) 에 이용되는 백 라이트 (Backlight) 구동용 고압 전원으로 실용화가 되었다.
LCD 는 백 라이트 조명을 위해 냉음극관 (CCFL) 을 사용한다. 출력전압은 점등시에 1000 V 이상을 필요로 하나, 정상 동작에서는 약 400∼500 Vrms 로 줄어든다.
종래의 전자식 트랜스포머는 소형화, 가격, 변환 효율면에서 한계에 직면하고 있다.
더욱이, 노트북 PC 에 사용될때는 슬림화가 필요한데, 전자식 트랜스포머는 소형화가 아주 어렵다.
따라서, 높은 효율, 소형화, 슬림화가 가능한 LCD 백 라이트 인버터로 압전 트랜스포머가 응용되고 있다.
도 1 은 노트북 PC 의 백 라이트 광원으로서 이용되는 간단한 구조의 냉음극관의 전기적 특성을 도시한 도면이다.
도 1 에 도시된바대로, 종래의 권선 트랜스를 사용한 냉음극관은 안정 콘덴서 (ballast condenser) 의 사용에 의해 점타되어 구동되었다.
도 2 는 종래의 권선 트랜스를 사용한 냉음극관을 도시한 도면이다.
도 2 에 도시된바대로, 냉음극관의 방전이 시작되면, 전류는 안정 콘덴서를 통해 냉음극관에 유입된다. 이 방전 개시와 함께 전류는 증대하나, 안정 콘덴서의 임피던스가 높기 때문에 냉음극관에 유입되는 전류가 제한되게 된다.
그러나, 이 방식은 냉음극관의 시동후에도 권선 트랜스의 2차 권선의 출력에는 1200 V 이상의 고전압이 걸리는데, 권선 트랜스의 2차 권선측의 복잡한 절연 구조는 변환 효율의 저하와 박형화의 장애의 원인이 되고, 배선과 접지부의 배치등의 설계에 제한이 있는 문제점이 있었다.
그러나, 권선 트랜스 대신 압전 트랜스포머를 사용하면, 냉음극관의 방전 개시에 출력전압은 1200 V 정도까지 상승하지만, 정상시에는 방전 유지전압까지 강하하여 1200 V 이상의 고전압을 발생하는 부분은 존재하지 않게 된다.
따라서, 압전 트랜스포머는 냉음극관과 정합성이 양호하며, 변환 효율이 높고 박형의 인버터를 실현할수 있다.
그러나, 압전 트랜스포머는 기계적 공진을 이용하여 에너지를 전송하므로 입력주파수를 압전 트랜스포머의 공진주파수에 맞추지 않으면 안된다.
또한, 공진주파수는 부하 임피던스의 변화와 주위의 온도 변화, 그리고 압전 트랜스포머의 길이와 두께등에 민감하게 반응하므로 정상 출력전압을 얻기 위해 공진주파수를 미세하게 제어할 필요가 있다.
압전 트랜스포머는 공진시 승압비가 높고, 에너지 변환을 위해 필연적으로 전기기계 결합계수와 기계적 품질계수가 큰 것이 요구된다.
본 발명은 위와같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 유전상수가 비교적 낮고 전기기계 결합계수 K31, K33가 크며, 큐리온도가 높고 경시 변화율이 낮은 수정된 삼성분계 세라믹스로 제조된 압전 트랜스포머용 세라믹스 조성물의 제조방법을 제공함에 목적이 있다.
또한, 본 발명은 기계적 강도가 높고 손실이 없는 기계품질계수 (Qm) 가 큰 세라믹스로 제조된 압전 트랜스포머용 세라믹스 조성물의 제조방법을 제공함에 다른 목적이 있다.
또한, 본 발명은 고압용 전원으로 응용 가능한 단판형 압전 트랜스포머용 세라믹스 조성물의 제조방법을 제공함에 또 다른 목적이 있다.
또한, 본 발명은 압전 트랜스포머의 분극방법을 제공함에 또 다른 목적이 있다.
도 1 은 노트북 PC 의 백 라이트 광원으로서 이용되는 간단한 구조의 냉음극관의 전기적 특성을 도시한 도면.
도 2 는 종래의 권선 트랜스를 사용한 냉음극관을 도시한 도면.
도 3 은 이산화세륨 (CeO2) 의 첨가량에 따른 시료의 큐리온도와 항전계를 나타내는 그래프.
도 4 는 이산화세륨 (CeO2) 의 첨가량에 따른 시료의 파단면 사진을 나타낸 도면.
도 5 는 이산화세륨 (CeO2) 의 첨가량에 따른 전기기계 결합계수 (Kp) 와 기계품질계수 (Qm) 를 도시한 그래프.
도 6 은 이산화세륨 (CeO2) 의 첨가량에 따른 히스테리시스 곡선을 나타낸 그래프.
도 7 은 오실로스코프상에서 관찰된 무부하에서의 트랜스포머의 입, 출력전압의 특성이 도시된 도면.
도 8 은 오실로스코프상에서 관찰된 부하저항 500 KΩ 에서의 트랜스포머의 입, 출력전압의 특성이 도시된 도면.
도 9 는 오실로스코프상에서 관찰된 부하저항 300 KΩ 에서의 트랜스포머의 입, 출력전압의 특성이 도시된 도면.
도 10 은 입력측에 10Ω 의 저항을 직렬로 연결하여 오실로스코프로 관찰한 도면.
도 11 은 본 발명에 따른 압전 트랜스포머용 세라믹스 조성물의 제조방법의 흐름을 나타내는 순서도.
도 12(a)-(b) 는 압전 트랜스포머의 분극방법을 예시하는 도면들.
< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >
S1 : 평량단계 S2 : 1차 혼합 및 분쇄단계
S3 : 1차 건조단계 S4 : 1차 소성단계
S5 : 2차 혼합 및 분쇄단계 S6 : 2차 건조단계
S7 : 혼합단계 S8 : 성형단계
S9 : 2차 소성단계 S10 : 연마 및 전극 도포단계
S11 : 분극단계 5 : 압전 트랜스포머
10, 30 : 입력전극 20, 40 : 출력전극
이하, 본 발명을 첨부 도면들을 참조하여 상세히 설명한다.
도 11 은 본 발명에 따른 압전 트랜스포머용 세라믹스 조성물의 제조방법의 흐름을 나타내는 순서도이다.
도 11 에 도시된바대로, 본 발명의 압전 트랜스포머용 세라믹스 조성물의 제조방법은 전자 천평으로 시료를 평량하는 평량단계 (S1), 상기 평량단계 (S1) 에서 평량된 시료를 아세톤을 혼합매체로 볼밀에서 24 시간 동안 혼합 분쇄하는 1차 혼합 및 분쇄단계 (S2), 상기 1차 혼합 및 분쇄단계 (S2) 에서 혼합 분쇄가 완료된 시료를 완전히 건조시키는 1차 건조단계 (S3), 상기 1차 건조단계 (S3) 에서 완전히 건조된 시료를 850 ℃ 에서 2 시간 동안 1차 소성하는 1차 소성단계 (S4), 상기 1차 소성단계 (S4) 에서 1차 소성된 시료를 아세톤을 혼합매체로 볼밀에서 15 시간 동안 2차로 혼합 및 분쇄하는 2차 혼합 및 분쇄단계 (S5), 상기 2차 혼합 및 분쇄단계 (S5) 에서 혼합 분쇄가 완료된 시료를 완전히 건조시키는 2차 건조단계 (S6), 상기 2차 건조단계 (S6) 후, 5 % PVA 용액을 시료에 5 wt% 첨가하여 혼합하는 혼합단계 (S7), 상기 혼합단계 (S7) 후, 직경 21 mm 인 원형 몰더를 사용하여 1 ton/cm2의 압력으로 성형하는 성형단계 (S8), 상기 성형단계 (S8) 에서 성형된 시료를 1260 ℃ 로 2 시간 동안 2차 소성하는 2차 소성단계 (S9), 상기 2차 소성단계 (S9) 에서 소성된 시편을 1 mm 의 두께로 연마하여 전극을 도포하는 연마 및 전극 도포단계 (S10), 상기 연마 및 전극 도포단계 (S10) 에서 연마 및 전극이 도포된 시편을 80℃의 실리콘 오일에서 2.5 kV/mm 의 전계를 30 분 동안 인가하여 분극 처리하는 분극단계 (S11) 를 포함한다.
Pb0.94Ba0.06(Zr0.52Ti0.48)0.925(Mn1/3Nb2/3)0.075O3
본 발명은 상기 화학식 1 을 조성식으로 하여 이산화세륨 (CeO2)이 x mol% 첨가되어 가면서 (x = 0, 0.25, 0.5, 1.0, 2.0 (mol%)) 산화물 혼합법으로 시편이 제조되었다.
부연 설명하자면 다음과 같다.
평량된 시료는 아세톤을 혼합매체로 볼밀에서 1차로 24 시간 동안 혼합 분쇄되고, 완전 건조되어 850 ℃ 에서 2 시간 동안 1차 소성된후, 2차로 아세톤을 혼합매체로 볼밀에서 15 시간 동안 혼합 분쇄되고, 완전 건조된후에는, 폴리비닐 알콜 (Polyvinyl Alcohol, PVA) (5 wt% 수용액을 5 wt% 첨가) 용액이 섞여진 다음, 직경 21 mm 인 원형 몰더로 1 [ton/cm2] 의 압력으로 성형되었다.
이렇게 성형된 시료는 1260 ℃ 로 2 시간 동안 소성되었다. 이 소성된 시편은 표면이 1 mm 의 두께로 연마되어 전극이 도포되었다. 이 전극이 도포된후, 시편은 실리콘 오일 (80℃) 에서 2.5 kV/mm 의 전계의 인가에 의해 30 분 동안 분극되었다.
밀도는 시편을 물속에서 측정한 것과 공기중에서 측정한 것을 이용하여 구하여졌다. 유전상수의 유전 손실은 LCR 미터 (ANDO) 를 사용하여 주파수가 1 KHz 일때 정전용량을 이용하여 구하여졌다.
전계에 따른 공진 및 반공진주파수는 임피던스 분석기 (IIP 4194A) 를 이용하여 측정된후, 전기기계 결합계수와 기계적 품질계수, 유전상수 d31이 구하여졌다 .
항전계 (Ec) 와 잔류분극 (Pr) 은 소워 타워 회로 (Sawyer tower circuit) 를 이용하여 구하여졌다. 그리고, 소결 상태와 결정 구조를 알기 위하여 X 선 회절 (X-ray diffraction, XRD) 을 이용하여 분석되었다.
다음의 표 1 은 본 발명에 따른 실험 조성의 시료에 대하여 이산화세륨 (CeO2) 첨가량에 따른 압전상수를 나타낸 것이다.
표 1 PMN - PZT + CeO2[mol%] 의 압전특성
mol% 0 0.25 0.5 1.0 2.0
EC(Kv/cm) 9.99 9.99 10.75 10.52 10.89
Pr(μc/cm2) 11.97 10.54 7.76 8,97 9.11
ε33 T/ε0 769.35 767.70 779.29 886.88 979.62
Qm 1251 1792 1285 1428 1327
S11 E(10-12) 10.87 9.95 10.61 11.13 10.50
d31(10-12) 77.53 74.36 82.51 78.65 77.57
KP 0.55 0.52 0.54 0.48 0.47
K31 0.29 0.29 0.31 0.27 0.26
d33 240 249 246 255 287
TC(℃) 329 325 322 323 319
압전 트랜스포머는 탄성 진동시에 발생하는 열과 출력부에 나타나는 고전압이 유기되므로 시료의 큐리온도 및 항전계는 중요한 특성중의 하나이고, 이러한 값들이 비교적 높아야 하는데, 그 이유는 큐리온도가 낮으면 시료의 열적 풀림현상이 일어나기 쉽고, 항전계가 작으면 전기적 분극 풀림현상이 일어나기 쉽기 때문이다.
도 3 은 이산화세륨 (CeO2) 첨가량에 따른 시료의 큐리온도와 항전계를 나타내는 그래프이다.
도 3 에 도시된바대로, 이산화세륨 (CeO2) 의 첨가량이 증가함에 따라 큐리온도는 완만하게 감소하고, 항전계는 완만하게 증가함을 알수 있다.
큐리온도가 감소한 이유는 야마모또 (Yamamoto) 氏의 보고와 같이 정방성 (tetragonality) 이 감소하였기 때문이다. 그리고, 항전계의 증가 이유는 결정 구조의 변화와 미세 구조로 나누어 생각될수 있다.
일반적으로, PZT 계에서는 정방성이 감소하면 항전계가 감소하나, 본 발명에서는 정방성의 변화가 아주 작으므로 그 영향을 무시할수 있다.
또한, 이산화세륨 (CeO2) 의 첨가량이 증가함에 따라 항전계가 증가한 이유는 입경의 감소에 기인한다.
도 4 는 이산화세륨 (CeO2) 의 첨가량에 따른 시료의 파단면 사진을 나타낸 도면이다.
도 4 에 도시된바대로, 평균 입경은 감소하였고 입자가 조밀하면서 균일한 분포를 알수 있다.
결정 구조적인 관점에서 X 선 회절 분석결과, 모두 페르보스카이트 구조를 갖는 정방형 상이 도시되었다. 정방성 (c/a) 은 (111) 과 (002) 의 피크 각도에서 구하여졌다.
표 2. 시편의 입경크기, 격자상수와 밀도
평균 입경 크기D(μm) a(Å) b(Å) 정방성(c/a) 밀도(ρ)
0 3.297 4.0653 4.125 1.014 7.21
0.25 3.002 4.0647 4.117 1.013 7.35
0.5 2.991 4.0646 4.112 1.011 7.48
1.0 2.790 4.0824 4.009 1.004 7.47
2.0 6.594 4.0671 4.117 1.012 7.01
표 2 는 시편의 입경크기, 격자상수와 밀도를 표시한 표이다.
표 2 에서, 이산화세륨 (CeO2) 의 첨가량이 증가함에 따라 밀도는 증가하였고, 입경과 정방성은 감소하였는데, 0.25 mol% 이상에서는 그 감소가 적음을 알수 있다.
그리고, 밀도가 증가한 이유는 이산화세륨 (CeO2) 의 첨가량이 증가함에 따라 정방성이 감소하였기 때문에 소결이 용이하였을 뿐만 아니라, 입경이 감소하였기 때문이다.
도 5 는 이산화세륨 (CeO2) 의 첨가량에 따른 전기기계 결합계수 (Kp) 와 기계품질계수 (Qm) 를 도시한 그래프이다.
도 5 에 도시된바대로, 전기기계 결합계수 (Kp) 는 이산화세륨 (CeO2) 의 첨가량이 증가함에 따라 감소하였고, 기계품질계수 (Qm) 는 0.25 mol% 에서 크게 증가하였다가 그 이후로는 감소하였다.
도 6 은 이산화세륨 (CeO2) 의 첨가량에 따른 히스테리시스 곡선을 나타낸 그래프이다.
도 6 에 도시된바대로, 이산화세륨 (CeO2) 의 첨가량이 증가함에 따라 항전계 (Ec) 는 증가함을 알수 있다. 이것으로 보아 전기적 풀림 현상이 적어짐을 알수 있고, 이는 입경의 크기가 작아짐과 잘 일치하고 있음을 알수 있다. 0.25 mol% 첨가시 항전계는 9.99 (Kv/cm) 의 값을 가졌다.
표 3 은 트랜스포머 크기 (1.3×10×40 mm) 의 부하저항에 따른 공진주파수와 전압 이득을 표시한 것이다.
표 3. 부하저항에 따른 공진주파수와 전압 이득
부하저항 공진주파수 (KHz) 전압 이득
200 KΩ 85.11 12.5
300 KΩ 85.47 16.9
500 KΩ 85.3 22.14
무부하 86.1 131
도 7 - 도 9 는 부하저항에 따른 입력전압, 출력전압을 오실로스코프로 관찰한 도면들이다.
그리고, 도 10 은 입력측에 10Ω 의 저항을 직렬로 연결하여 오실로스코프로 관찰한 도면이다.
이 결과들에서 알수 있듯이, 전압 이득은 부하저항이 감소함에 따라 감소하였으며, 공진주파수도 감소하는 양상을 나타내었다.
부하저항이 500 KΩ 일때, 주파수 85.3 KHz 에서 전압 이득은 22.14 이고, 부하저항이 300 KΩ 일때, 주파수 85.47 KHz 에서 전압 이득은 16.9 이며, 무부하일때는 주파수 86.1 KHz 에서 전압 이득은 131 이었다.
LCD 백 라이트 구동시에, 일단 점등된후에도 부하저항이 100-500 KΩ 대로 떨어지게 된다. 따라서, 본 발명에 따른 압전 트랜스포머로 LCD 백 라이트를 구동하기 위해서는 입력전압을 30∼40 V 로 증가시킬 필요가 있다.
본 발명에 따른 실험에서, Pb0.94Ba0.06(Zr0.52Ti0.48)0.925(Mn1/3Nb2/3)0.075O3를 조성식으로 하여 이산화세륨 (CeO2)를 x mol% 첨가하여 [x = 0, 0.25, 0.5, 1.0, 2.0 (mol%)] 전기적, 유전적 압전 특성을 조사하였으며, 또한 압전 트랜스포머를 제조하여 그에 관한 특성을 분석하여 다음과 같은 결과를 얻었다.
1. 시편의 밀도는 0.5 mol% 까지 증가하다가 그 이후로는 감소하였으며, 입경의 크기는 작아졌다.
2. 이산화세륨 (CeO2)을 첨가함에 따라 압전 특성이 개선되었고, 이산화세륨 (CeO2)의 첨가량이 0.25 mol% 및 0.5 mol% 일때, 기계품질계수 (Qm) 는 각각 1792, 1285 이고, 전기기계 결합계수 (Kp) 는 각각 0.52, 0.54 이었다.
3. 이산화세륨 (CeO2)을 첨가함에 따라 항전계가 증가하였고 큐리온도는 낮아짐을 보였다.
4. 0.5 mol% 이산화세륨 (CeO2)인 조성 세라믹을 사용한 압전 트랜스포머를 제조하여 제반 특성을 측정한 결과, 전압 이득은 부하저항이 감소함에 따라 감소하였으며, 공진주파수도 감소하는 경향을 나타냈다.
본 발명에서는 전기기계 결합계수를 높이기 위해서 PZT 계 세라믹을, 그리고기계적 품질계수를 높이기 위해서는 PMN 계 세라믹을 선택했다.
(Pb,ba)(Zr,Ti,Mn,Nb)O3인 조성식을 선택하여 이산화세륨 (CeO2) 의 첨가량에 따른 소결성, 압전특성, 전기기계 결합계수와 기계적 품질계수, 유전율등을 측정하여 가장 우수한 조성 세라믹을 선정하며, 로젠 (Rosen) 형 압전 트랜스포머를 단판으로 제작하고 그에 관한 승압비 특성을 분석하였다.
도 12(a)-(b) 는 압전 트랜스포머의 분극방법을 예시하는 도면들이다.
첨부된 도 12(a)-(b) 를 참조하여 압전 트랜스포머의 분극방법에 관해 상술하면 다음과 같다.
먼저 도 12(a) 에 관해 설명하자면, 압전 트랜스포머 (5) 의 길이 방향으로, 압전 트랜스포머 (5) 의 입력전극 (10) 은 단락시키고 (공통 음극 (- 단자) 으로 하고), 출력전극 (20) 은 양극 (+ 단자) 으로 한 다음, 150 ℃ 의 실리콘 오일에서 30 분 동안 1.5 Kv/cm 의 세기의 전계를 인가함으로써, 압전 트랜스포머를 분극하는 방법이 예시되어 있음을 알수 있다.
그 다음으로, 도 12(b) 에 관해 설명하자면, 압전 트랜스포머 (5) 의 두께 방향으로, 압전 트랜스포머 (5) 의 출력전극 (40) 은 개방시키고, 상기 압전 트랜스포머 (5) 의 상면은 양극으로, 그리고 상기 압전 트랜스포머 (5) 의 하면은 음극으로 연결한 다음, 역시 150 ℃ 의 실리콘 오일에서 30 분 동안 2 Kv/cm 의 세기의 전계를 인가함으로써, 압전 트랜스포머를 분극하는 방법이 예시되어 있음을 알수 있다.
상기한 바와같은 본 발명에 따른 압전 트랜스포머용 세라믹스 조성물의 제조방법은 다음과 같은 효과가 있다:
1. 종래의 전자형 트랜스포머를 대체할수 있는 압전 트랜스포머의 해석 및 설계 기술을 확립할수 있으며,
2. 압전 세라믹스 재료의 전송능력의 향상 및 저손실화 기술을 확립할수 있고,
3. 저압용 트랜스포머 (직류-직류 변환기) 등 관련 압전 트랜스포머의 제조 기술을 확립할수 있으며,
4. 비약적인 수요가 예상되는 노트북 PC 의 냉음극관 구동용 인버터로의 응용은 물론, 관련 고압용 전력 변환회로등에 활용될수 있는 압전 트랜스포머를 실현할수 있다.

Claims (1)

  1. 압전 트랜스포머용 세라믹스 조성물의 제조방법에 있어서,
    압전 트랜스포머용 세라믹스 조성물의 항전계를 증가시키고 큐리온도를 낮추기 위해, 시료의 기본 조성식을로 하고, x의 범위를 0.02 ~ 0.06, y의 범위를 0.25 ~ 1mole%로 하는 것을 특징으로 하는, 압전 트랜스포머용 세라믹스 조성물의 제조방법.
KR1019980025468A 1998-06-30 1998-06-30 압전트랜스포머용세라믹스조성물의제조방법 KR100305990B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1019980025468A KR100305990B1 (ko) 1998-06-30 1998-06-30 압전트랜스포머용세라믹스조성물의제조방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1019980025468A KR100305990B1 (ko) 1998-06-30 1998-06-30 압전트랜스포머용세라믹스조성물의제조방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20000004080A KR20000004080A (ko) 2000-01-25
KR100305990B1 true KR100305990B1 (ko) 2001-12-17

Family

ID=19541890

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1019980025468A KR100305990B1 (ko) 1998-06-30 1998-06-30 압전트랜스포머용세라믹스조성물의제조방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100305990B1 (ko)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3733860B2 (ja) * 2000-02-01 2006-01-11 株式会社村田製作所 圧電素子およびその製造方法
KR100460465B1 (ko) 2002-05-30 2004-12-14 (주)파크랜드 선박 적재용 컨테이너의 자동 록킹장치
US7307433B2 (en) * 2004-04-21 2007-12-11 Formfactor, Inc. Intelligent probe card architecture

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01199482A (ja) * 1988-02-04 1989-08-10 Kawasaki Steel Corp 圧電磁器組成物

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01199482A (ja) * 1988-02-04 1989-08-10 Kawasaki Steel Corp 圧電磁器組成物

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
압전세라믹스의 응용(일본 학헌사 발행) 제25-30쪽 *

Also Published As

Publication number Publication date
KR20000004080A (ko) 2000-01-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Yoo et al. Electrical characteristics of the contour-vibration-mode piezoelectric transformer with ring/dot electrode area ratio
CN107226698B (zh) 一种应用于水声换能器的压电陶瓷材料及制备方法
US7468143B2 (en) Piezoelectric ceramic composition and piezoelectric element
KR100305990B1 (ko) 압전트랜스포머용세라믹스조성물의제조방법
KR100363791B1 (ko) 고출력 압전세라믹 조성물과 이를 이용한 트랜스포머
Duran et al. Large electromechanical anisotropic modified lead titanate ceramics: Part 2 Dielectric, piezoelectric and mechanical properties
CN109320244A (zh) 一种低温烧结压电陶瓷材料及其制备方法
KR100765176B1 (ko) 압전 세라믹스 조성물 및 그 제조방법
Choy et al. Study of compressive type accelerometer based on lead-free BNKBT piezoceramics
Yang et al. Fabrication and characterization of Na0. 5K0. 5NbO3-CuNb2O6 lead-free step-down piezoelectric transformers
US6118209A (en) Piezoelectric ceramic composition and piezoelectric transformer
Huang et al. Enhanced pyroelectric performance in potassium sodium niobate‐based ceramics via multisymmetries coexistence design
KR100336426B1 (ko) 전기에너지변환용세라믹스조성물제조방법
KR20040101016A (ko) 압전 자기 조성물 및 그것을 이용한 압전 세라믹 소자
Schonecker et al. Low-sintering PZT-ceramics for advanced actuators
CN1557775A (zh) 掺杂铌锰酸铅-锆钛酸铅压电陶瓷材料及其制备工艺
JP4863575B2 (ja) 圧電磁器組成物及び圧電トランス
KR100431404B1 (ko) 고출력 압전 디바이스용 압전 세라믹 조성물, 이를 이용한 압전 변압기 및 그 구동방법
CN114262225B (zh) 一种高纯纳米电子陶瓷及其制备方法
KR100272675B1 (ko) 압전자기 조성물 및 그의 제조방법
KR20040005360A (ko) 저온에서 소결이 가능한 ｐｚｔ 조성물과 이를 이용한압전 세라믹 장치
Avadhanula et al. Finite Element Analysis and Mathematical Modelling of Rosen Piezoelectric Transformer: A Review
KR20050104670A (ko) 압전 세라믹스 조성물 및 그 제조방법
KR200245817Y1 (ko) 어댑터용 압전 트랜스포머
KR101090862B1 (ko) 압전 세라믹스 조성물과 그 제조방법 및 이에 의한 초음파 노즐장치

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
J201 Request for trial against refusal decision
AMND Amendment
B701 Decision to grant
GRNT Written decision to grant
LAPS Lapse due to unpaid annual fee
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20070417

Year of fee payment: 6

R401 Registration of restoration