고출력 전자기파 발생기를 위한 강유전체의 고전압 출력 특성

Title
고출력 전자기파 발생기를 위한 강유전체의 고전압 출력 특성
Authors
장동관
Keywords
고출력전자기파발생기를위한강유전체의고전압출력특성
Issue Date
2012
Publisher
인하대학교
Abstract
High power pulse generating technology is to accumulate the energy for relatively long period and then to create a strong force by emitting the energy very fast. High power pulse generating technology has recently been using in various fields like environments, industry, research, military and so on. Numerous studies about high power pulse generators have already been performed and commercialized in various conditions. However, in aspect of their size and weight, it is hard to carry the generators which currently have been developed. Also they need a separate external power source. For these reasons, in nations like America or Russia, the researches have been performed for Ferroelectric Generators (FEG), which have relatively simple structure and are economical. Above all, they don’t require separate external power source. To realize the ferroelectric generators, the energy conversion properties of the PZT which is one of the typical ferroelectrics should be researched. In this study, we selected the PZTs which have different physical properties respectively, and then shocked them using explosives. The characteristics of voltage output were investigated. The PZT samples with volumes of 0.31 ~ 0.94 cm3 were depolarized by shock and produced the waveforms that have peak voltages of 4.28 ~ 15 kV. The lowest relative permittivity sample generated much higher peak voltage. And sudden voltage drops which seem to be caused by dielectric breakdown were observed in some experiments using low young’s modulus samples. Also, increase in thickness led to increase in peak voltage, but the ratio of the voltage rise did not reach the ratio of the thickness increase.
Description
제 1 장 서론 1 1.1 연구 배경 및 목적 1 제 2 장 이론 7 2.1 강유전체 7 2.1.1 압전효과 7 2.1.2 결정의 분류 9 2.1.3 분극의 활성화 11 2.2 Lead Zirconate Titanate (PZT) 14 2.2.1 페로브스카이트 (Perovskite-type) 결정 구조 14 2.2.2 PZT의 상평형도 17 제 3 장 실험 방법 및 장치 20 3.1 PZT의 선정 및 모듈 제작 20 3.2 충격장치 25 3.3 실험구성 26 제 4 장 실험 결과 27 제 5 장 결론 35 참고문헌 37 그림 1.1 펄스의 모양을 결정하는 파라미터 1 그림 1.2 다양한 분야에서의 펄스 파워 장치의 응용 2 그림 1.3 EMP 폭탄의 개념도 3 그림 1.4 레일건의 원리 4 그림 1.5 막스 제너레이터 5 그림 2.1 압전효과에 의한 에너지변환 8 그림 2.2 결정의 분류 10 그림 2.3 강유전체의 폴링 과정 13 그림 2.4 페로브스카이트 결정구조의 개략도 15 그림 2.5 PZT의 상평형도 17 그림 2.6 유전율 및 전기기계결합계수의 조성 의존성 18 그림 3.1 실험에 사용된 PZT 샘플 21 그림 3.2 각 축들에 대한 숫자 표기 22 그림 3.3 PZT 모듈 구조를 나타낸 개략도 23 그림 3.4 완성된 PZT 모듈 24 그림 3.5 실험장치의 구성 26 그림 4.1 충격을 받은 PZT 모듈의 내부 27 그림 4.2 얇은 PZT 샘플에 의한 전압파형의 피크전압 28 그림 4.3 두꺼운 PZT 샘플에 의한 전압파형의 피크전압 29 그림 4.4 얇은 PZT 샘플에 의한 전압파형의 펄스폭 31 그림 4.5 두꺼운 PZT 샘플에 의한 전압파형의 펄스폭 31 그림 4.6 얇은 PZT 샘플에 의한 전압파형의 상승시간 32 그림 4.7 두꺼운 PZT 샘플에 의한 전압파형의 상승시간 32 표 3.1 PZT 샘플의 두께 20 표 3.2 실험에 사용된 PZT의 물리적 특성 20 표 4.1 얇은 PZT 샘플에 의한 결과 33 표 4.2 두꺼운 PZT 샘플에 의한 결과 33
URI
http://dspace.inha.ac.kr/handle/10505/23489
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College of Engineering(공과대학) > Electrical Engineering (전기공학) > Theses(전기공학 석박사 학위논문)
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