해피레포트 - Piezo, ER , MR, SMA 중 2개 선택하여서 [원리,특징,응용사례] 조사

카테고리 : 레포트 > 공학,기술계열 파일이름 :Piezo, ER , MR, SMA.hwp 문서분량 : 5 page 등록인 : leewk2547 문서뷰어 : 한글뷰어프로그램 등록/수정일 : 12.04.06 / 12.04.06 구매평가 : 다운로드수 : 0 판매가격 : 2,000 원

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Piezo (Piezoelectric material)와 ER (Electrorheological Fluid, ER fluid)에 대하여 원리와 특징, 응용사례들을 조사한 레포트입니다. 기본적인 내용을 중심으로 서술한 자료입니다. 참고자료로 이용하시기 적합합니다.

본문일부/목차
1. Piezo, ER , MR, SMA 중 2개 선택하여서 (원리,특징,응용사례) 조사 ① Piezo (Piezoelectric material) * 뜻 특정 물질(고체)에 mechanical한 압력(정확히는 strain)을 주면 electrical polarization이 일어나는 데, 이러한 물질을 piezoelectrics라 하고 그러한 현상을 piezoelectricity라 한다. 특히, 이러한 작용은 reversible하다. 즉, 물질의 양쪽에 전압을 걸어주면 모양이 변한다. * 원리 1) crystal구조로 인한 ferroelectricity 물질의 magnetic property에서 ferromagnetic 물질이 있는 것처럼, electric property에도 ferroelectric 물질이 있다. 이것은 강한 외부 전기장을 가한 경우에 polarization 되었다가 외부 전기장을 없애도 polarization이 그대로 유지되는 성질이다. 즉, crystal구조의 특이성 때문에 그 자체로 polarization된 상태를 유지하는 것이다. ferroelectric물질은 piezoelectric물질이기도 하다. 그 이유는 mechanical한 압력에 의하여 물질의 geometry가 변하는 경우에 electric polarization이 변하기 때문이다. 예를 들어, 압축되는 경우에는 단위 부피 당 분자(dipole moment를 갖는)의 개수가 늘어나므로 polarization이 증가한다. (Pm : 분자 하나의 dipole moment, : macroscopic한 작은 부피) EX) barium titanate, PZT(Lead Zirconium Titanate), ADP(Ammonium Dihydrogen Phosphate) 등 2) crystal 구조의 대칭성이 없어지는 경우 ferroelectric물질이 아니더라도 압력을 가하면 polarize되는 물질이 있다. 최초에 발견되었고, 자연적으로 존재하는 piezoelectric물질인 Quartz(SiO2)가 이런 경우이다. 보통 상태의 결정 구조는 대칭적이어서 electrically neutral하지만 압력이 가해지면 결정 구조의 모양이 바뀌고 dipole moment가 생기고 따라서 polarization이 생긴다. * 특징 1) 단순한 선형 1차원 모델 물리량 P:polarization, Z:stress, E:electric field, e: elastric strain 상수 χ:susceptibility, d:piezoelectric strain constant, s:elastic compliance constant 위 식에서의 왼쪽 식은 mechanical energy -> electric energy의 변환에 관한 것이고, 오른쪽 식은 그 반대의 경우이다. 이 식을 일반적인 3차원으로 확장하면 각 양들은 Vector가 되고 상수들은 tensor가 된다. 그리고 비선형항이 들어가면 2차, 3차 이상의 고차항이 추가된다. 이 외에도, 에너지의 효율성을 나타내는 coupling coefficient가 있다. (왼쪽:detector, 오른쪽:generator) 좋은 generator(transmitter)의 경우: 낮은 d, 높은 s가 적합. 좋은 detector(receiver)의 경우: 높은 d, 낮은 s가 적합. 현재 piezoelectric 물질이 아주 다양한 분야에 널리 사용되고 있지만 실험에 잘 부합하는 모델 및 그 시뮬레이션 방법에 관한 이론은 아직 부족하다고 한다. 2) 한계 ⒜ Curie 온도 자석과 마찬가지로 ferroelectric특성에 의존하는

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