바카라 커뮤니티 [Nakabachi Ryoji 회장] (이하 "AIST")전자 및 광학 기술 연구 부서[연구 부서 이사 Haraichi Satoshi] 산화물 장치 그룹 Aiura Yoshihiro Research Group의 책임자 및 Wu Mizuhei 최고 연구자들은 인체와 환경에 해로운 리드가없는 고성능을 제공하고 있습니다Piezoelectric Ceramics(무연 바카라 사이트 세라믹)가 개발되었습니다
Jeita에 따라 평가되었을 때, 기존의 납 기반의 바카라 사이트 재료와 비슷한 고성능을 보여 주었다 또한, 설계 및 프로토 타입은 바카라 사이트 특성의 평가 결과에 기초하여 이루어졌다음향 방출 (AE) 센서ya초음파 거리 센서(수중 및 공기의 경우)는 납 기반 바카라 사이트 재료를 사용하여 센서와 유사한 성능을 보여 주므로 무연 바카라 사이트 센서의 실질적인 사용 가능성을 나타냅니다 이번에 개발 된 무연 바카라 사이트 세라믹은 향후 안전하고 안전한 바카라 사이트 센서로 사용될 것으로 예상됩니다
이 기술에 대한 자세한 내용은 2014 년 1 월 29 일부터 31 일까지 도쿄 빅 시력 (도쿄 코토 쿠)에서 열리는 13 번째 국제 나노 기술 일반 전시회 및 기술 컨퍼런스 (Nano Tech2014)에서 발표 될 예정입니다
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개발 된 무연 바카라 사이트 세라믹 및 기존 납 기반 바카라 사이트 세라믹의 특성 비교
타원은 납 기반 바카라 사이트 세라믹의 특징적인 범위를 나타냅니다 오른쪽 상단의 사진은 개발 된 바카라 사이트 재료입니다
빨간색과 검은 색 바카라 사이트 재료에는 물리적 특성을 조정하기 위해 미량 요소의 양이 의도적으로 추가됩니다 |
바카라 사이트 재료는 기계적 및 전기 에너지를 서로 변환 할 수있는 독특한 재료이며 센서 및 기타 재료를 변환하는 데 사용됩니다Actuator그것의 사용은 최첨단 전자 장치입니다 (반도체 노출 장치| 초고속 단계의 경우스캐닝 프로브 현미경의 마이크로 스테라블링 메커니즘 등)에서 일반 목적 전자 장치 (예 : 잉크젯 프린터 헤드, 디지털 카메라의 이미지 안정화 요소 등)에 이르기까지 다양한 사회 생활에 필수적입니다 그러나, 전자 장치에 통합 된 바카라 사이트 재료는 주요 구성 요소로서 납을 함유하는 바카라 사이트 세라믹 재료 PB (Zr, Ti) O3(PZT)는 인체와 환경에 큰 부담이 있습니다
최근 몇 년 동안 환경 문제에 대한 인식이 높아짐에 따라 납 및 카드뮴과 같은 유해한 금속을 포함하지 않는 재료에 대한 관심은 유럽뿐만 아니라 아시아에서도 급격히 증가하고 있습니다 유럽에서는 폐기물 전기 및 전자 장비의 환경 부담을 줄이는 것을 목표로합니다ROHS 지침yaELV Directive| 설립되었고 납, 수은, 카드뮴 등의 사용은 일반적으로 금지되었습니다 PZT는 납이 포함되어 있기 때문에 ROHS 지침의 적용을 받지만, 교체 할 수있는 속성이있는 바카라 사이트 재료가 부족하기 때문에 지침은 면제됩니다 따라서, 납 기반 바카라 사이트 세라믹 재료를 대체하는 고성능의 비전없는 바카라 사이트 세라믹 재료의 개발이 세계적인 문제가되었습니다
납 기반 바카라 사이트 세라믹에서TeoGonal-Rhombohedral 위상 경계영역 근처에 조성물이있는 재료는 바카라 사이트 특성을 향상시키는 것으로 알려져 있습니다 AIST는 2001 년부터 리드를 포함하지 않았습니다Perovskite 산화물나트륨/칼륨 Niobate에 대한 정사각형 rhombohedral 위상 경계 근처의 조성물을 갖춘 고성능 고성능 실속 바카라 사이트 재료를 개발하기 위해 노력하고 있습니다
또한 이번에는 일부 연구 개발은 일본 과학 및 기술 기관의 최적 연구 결과 개발 지원 프로그램 (A-Step)을 통해 수행되었습니다 무연 AE 센서는 AIST 프로젝트 "비정상적인 사운드 감지와 같은 IT 기반 기술로 검사 비용을 자동화하고 줄이기위한 기술"을 통해 개발되었습니다
이번에 개발 된 무연 바카라 사이트 세라믹의 결정 구조는 정각 결정에서 롬보드 랄 결정으로 지속적으로 제어 될 수 있습니다 정각-롬보드 랄 상 경계 근처의 조성물로 바카라 사이트 특성을 최적화함으로써 더 높다Curie EnderttC(240 ℃) High바카라 사이트 상수d33(420 PC/N)를 동시에 얻을 수있었습니다 이러한 바카라 사이트 특성은 기존 전자 장치에 통합 된 납 기반 바카라 사이트 세라믹 PZT와 비슷합니다
그러나 전자 장치를 설계하는 데 필요한 바카라 사이트 세라믹의 특징 매개 변수는 urie 온도입니다tC및 바카라 사이트 상수d3320 개 이상의 다른 항목이 있습니다 표준 사양에 따라 모든 매개 변수를 평가하지 않으면 바카라 사이트 세라믹을 사용하는 전자 장치를 설계 할 수 없습니다 전자 장치에 통합을 가능하게하기 위해 전자 장치 및 정보 기술 산업 협회 (JEITA) 표준 EM-4501 "전자 세라믹 진동기 전기 검사 방법"에 따라 현재 개발 된 무연 바카라 사이트 세라믹의 바카라 사이트 특성을 평가했습니다 표 1 및 전형적인 납 기반 바카라 사이트 세라믹이 개발되었습니다소프트 재료 바카라 사이트 세라믹PZT5A의 평가 결과를 보여줍니다 이 표에서 볼 수 있듯이, 개발 된 무연 바카라 사이트 세라믹의 바카라 사이트 특성은 리드 기반 시스템의 특성과 비슷하며 전자 장치에서 사용할 수있을 것으로 예상됩니다
| 표 1 개발 된 무연 바카라 사이트 세라믹 및 전형적인 납 기반 소프트 재료 바카라 사이트 세라믹 (기존 제품 PZT5A)의 전형적인 특성 비교 |
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*() is d33미터를 사용한 측정 값
숫자가 낮을수록 바카라 사이트 재료가 더 좋습니다 다른 바카라 사이트 특성은 더 높은 수치 값으로 더 좋습니다 |
이들 바카라 사이트 특성의 평가 결과를 기반으로, 우리는 실질적인 바카라 사이트 센서의 실질적인 사용 가능성을 확인하기 위해 AE 센서와 초음파 거리 센서 (수중 및 공기)를 설계 및 프로토 타입으로 설계하고 프로토 타입합니다
● AE 센서
최근 몇 년 동안 AE 센서를 사용하고 있습니다구조 건강 모니터링사회 인프라의 더 긴 수명과 유지 보수 및 관리 비용 절감의 관점에서 주목을 받고 있습니다 기존의 AE 센서에 통합 된 바카라 사이트 재료는 주로 PZT이지만, 소셜 인프라는 외부 환경에 있기 때문에 환경 영향을 줄이기 위해 무연 AE 센서가 필요했습니다 무연 바카라 사이트 세라믹을 사용한 개발 된 AE 센서는 기존의 리드 기반 AE 센서와 동일한 감도를 가지며 기존의 리드 기반 AE 센서를 대체 할 수 있음을 확인했습니다 (그림 1)
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| 그림 1 (a) 무연 AE 센서의 감도 특성 및 (b) AE 센서를 사용한 구조적 건강 모니터링 이미지 |
| (a)의 수평 축은 기계적 진동의 주파수이고 세로 축은 센서 감도입니다 개발 된 무연 AE 센서는 약 150 kHz의 주파수에 대한 최대 감도를 갖도록 설계되었습니다 |
● 초음파 거리 센서
다른 전자 장치와 무연 바카라 사이트 세라믹을 사용하여 거리 센서를 결합한 다기능 복합 전자 장치 개발은 더 이상 전자 장치 처리에 의해 제한되지 않습니다 그림 2는 우리가 개발 한 무연 바카라 사이트 세라믹을 사용하여 수중 거리 센서의 사진을 보여줍니다 이 센서의 측정 정확도는 5mm 미만이며 납 기반 바카라 사이트 세라믹을 사용하는 센서의 정확도와 거의 동일합니다
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| 그림 2 (a) 무연 수중 거리 센서의 외부보기, (b) 초음파 거리 센서의 측정 원리 및 나가는 신호 |
우리는 세라믹 재료 및 프로토 타입 액추에이터에 대한 추가 개선뿐만 아니라 전자 장치에서 개발 된 무연 바카라 사이트 세라믹의 실질적인 사용을 촉진 할 것입니다 또한, 우리는 무연 바카라 사이트 도자기를 통합 한 전자 장치의 실질적인 사용을위한 공동 연구 기회를 찾고 있습니다