압전체 실험

목차

1. 실험 제목
2. 실험 목적
3. 이론적 배경
4. 실험 장비 및 소모품
5. 실험 과정
6. 실험 결과
7. 고찰 및 분석
8. 결론
9. 참고 문헌 및 관련 사이트

본문내용

1. 실험 제목
- 압전체(PZT)원리 및 재료

2. 실험 목적
- 압전체(PZT)의 특성을 실험적으로 증명한다.

3. 이론적 배경
1) 압전기(Piezoelectricity)의 정의
압전기란 기계적 일그러짐을 가함으로써 유전 분극을 일으키는 현상을 말한다. 1차 압전 효과라고도 하며, 역으로 전기를 가하여 일그러짐을 일으키는 현상을 역압전 효과 또는 2차 압전 효과라고 한다. 후자는 전기 일그러짐이지만, 역압전 효과는 전계 E의 1차 함수가 되며, E²에 비례하는 순수한 전기 일그러짐과 구분할 때도 있다.

2) 압전기의 원리
압전 효과의 성질은 고체 안에서 전기 쌍극자 모멘트가 발생하는 것과 깊은 연관이 있다. 나 PZT같은 물질에서는 분자의 결정격자 내의 비대칭적인 전하 분포로 인해 쌍극자모멘트가 생기지만 어떤 물질의 경우 분자 자체가 이동하여 쌍극자 모멘트를 유발하기도 한다. 쌍극자 밀도 또는 편극도(polarization – 단위:)는 결정격자에서 단위 구조 부피당 쌍극자 모멘트를 합하여 계산할 수 있다. 모든 쌍극자는 벡터이므로 쌍극자 밀도도 방향과 크기를 가진 벡터로 표현된다. 서로 가까이 있는 쌍극자들은 자구(Magnetic domain, Weiss domain)이라 불리는 영역에서 나란히 배열되는 경향이 있다. 자구는 보통 임의로 생겨나지만, 물질에 높은 온도에서 강한 전기장을 걸어주는 과정을 통해서 인위적으로 배열할 수 있다. 하지만 모든 압전체가 이러한 과정을 통해 분극 될 수 있는 것은 아니다.

압전 효과에서 중요한 것은 편극이 기계적인 힘을 가해주었을 때 변화한다는 것이다. 이러한 변화는 쌍극자를 유발하는 주변 환경의 변화에 의해 쌍극자가 재배열되어 일어나거나, 외부 응력의 영향으로 분자가 배열된 방향이 변화하여 쌍극자 모멘트의 방향이 바뀌어서 일어난다. 따라서 압전 효과는 편극의 크기가 변화하거나 편극의 방향이 변화할 때 나타난다고 할 수 있다. 조금 더 구체적으로는 결정에서의 편극의 방향, 결정의 대칭성, 가해준 기계적 응력 등에 의존한다.

참고 자료

HAN TECH- 실험기기 및 측정 (압전전하 계수 측정기,D33 METER)
압전소자 - 위키백과
WWW.Mechasolution.com - 메카솔루션
https://www.google.co.kr/?gws_rd=ssl#q=%EC%95%95%EC%A0%84%EC%B2%B4%EC%9D%91%EC%9A%A9&start=10&spf=1496679262393
PZT - 위키백과