액추에이터의 이해와 응용

소개글

액추에이터의 이해와 응용에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. 액추에이터란

2. 압전 특성

3. 압전 세라믹스 PZT의 이해

4. 압전 엑추에이터의 특성

5. 결론

본문내용

액추에이터(actuator)란?
신호처리기에 의하여 다듬어져 나온 신호에 대응하여 동작을 하는 장치 또는 수단이다. 즉, 입력된 신호에 대응하여 작동을 수행하는 작동기, 또는 명령신호에 따라서 작동하는 집행기이다.
** 액추에이터의 종류
공압식 엑추에이터
- 공기압 에너지를 이용
유압식 엑추에이터
- 유압 에너지를 이용
압전 엑추에이터
- 압전 특성을 이용
압전 액추에이터의 장점
♦ 공압식, 유압식 액추에이터는 기계적인 동작특성에 의존하기때문에 10μm이하의 미소변위를 제어하기에는 정밀성의 한계를 안고 있다.
♦ 최근들어 비교적 큰 변위랑을 가지며 소형경량 이면서 낮은 전압하에서 변위량의 정밀도가 매우 높은 압전세라믹스 재료를 사용한 압전 액추에이터가 개발되어 정밀 계측산업, 우주항공 분야에 이르기까지 폭넓게 이용됨.
♦압전 액추에이터는 전계에 의해 유기되는 압전체의 변형 특성을 이용하게 되므로 기계동작 방식에 비해 동작시간이 0.1ms정도로 매우 짧고,
변위 정밀도가 0.01μm정도로써 미세영역에서의 위치 제어 능력이 매우 뛰어난 특성을 가지고 있다.
압전 세라믹스
♦ 세라믹 재료에 기계적 에너지가 가해지면 전기적 에너지가 발생함
반대로 전기적 에너지가 가해지면 결정체가 변형을 일으키는 역압전 효과가 일어남
♦ 이러한 압전세라믹스 재료는 다양한 산업분야에서 응용이 되고 있다.
압전 세라믹스 기본 이론
- 모든 결정은 그 대칭관계에 의해 32개 결정군(point group)으로 분류됨.
BaTiO3구조
대표적인 강유전성 재료로서 perovskite로 대표되는(ABO3구조)재료-BATiO3
산소가 육면체의 6면에 위치하고(O자리)
모서리(A자리)에 BA이온이 존재하며 육면체의 중심(B자리)에 Ti이온이 있는 구조
여기서 Ti 이온이 정확히 중심에 위치하지 않고 약간 Z방향으로 이동된 형태 바로 이것에 의해 dipole이 존재하며 전기장(교류신호)에 따라 dipole의 신축에 의해 압전특성이 나타나는 것이다.
압전 특성 연구의 역사
- 1954년 H.Jaffe등에 의해 상경계 영역에서 압전 특성이 우수한 Pb(Zr,Ti)O3 (PZT)계 세라믹스가 개발.
- 그 이후 PZT계 세라믹스에 불순물을 첨가하거나 페로브스카이트형 복합 산화물을 결합시켜, 소결성, 압전특성, 유전특성을 개선시키기 위한 연구가 이루어지고 있음
PZT의 특징

키워드

액추에이터의 이해와 응용,   액추에이터,   전자기계이론,   MEMS,   마이크로 액추에이터,   마이크로,   RFID,   압전 세라믹스