항공우주구조물의 충격 감지를 위한 PNN-PZT/CNT/Epoxy 페인트 센서의 압전 특성 변화에 관한 연구 = A Study on Piezoelectric Characteristic Changes of PNN-PZT/CNT/Epoxy Paint Sensor for Impact Monitoring of Aerospace Structures

국문 초록 (Abstract)

본 연구에서는 항공우주구조물의 충격 감지를 위한 압전페인트 센서의 압전특성이 CNT 첨가에 따라 어떻게 변화하는지 기술하였다. 연구에 사용된 압전 페인트 센서는 유연 압전 재료인 PNN-PZT 와 에폭시 수지를 무게비 1:1 로 혼합하여 제작하였다. 그 후, Multi-walled CNT 가 압전 페인트 센서내에서 잘 분산될 수 있도록 아세톤 용매 내에서 초음파처리(Sonication)하였다. 60 x 10 x 1mm³ 크기의 몰드에서 제작된 시편의 위아래 면에 실버 페이스트를 사용하여 전극을 제작하였다. 분극전계는 4kV/mm 로 고정한 상태에서 분극 시간을 달리하여 상온에서 분극 작업을 시행했다. 시편에 가해지는 충격 망치의 힘에 대하여 센서에서 발생하는 출력 전압을 비교하여 살펴보았으며, 그 결과 CNT 가 첨가된 센서가 그렇지 않은 센서에 비해 감도향상이 있음을 확인할 수 있었다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

In this study, the piezoelectric characteristic changes of a piezoelectric paint sensor with CNT for impact monitoring of aerospace structures was described. The piezoelectric paint sensor is composed of Pb(Ni₁/₃Nb⅔)03-Pb(Zr, Ti)O₂ (PNNPZT) powder and epoxy resin with 1:1 weight ratio, and multi-walled CNT used in the study is sonicated in acetone to increase a degree of dispersion. The dimensions of the paint specimen were 60 x 10 x 1 mm³, and the top and bottom plates were both coated with a silver paste. At room temperature, during the poling treatment, the electric field was set to 4kV/mm and the poling time was controlled to examine its effect on the piezoelectric properties. The sensitivity of paint sensor was compared by detecting output voltage from specimen when the impact hammer hits the specimen. In conclusion, it is founded the sensitivity of sensor with CNT is higher than that of sensor which didn’t use CNT.

목차 (Table of Contents)

• 초록
• ABSTRACT
• 1. 서론
• 2. PNN-PZT/CNT/Epoxy 압전 페인트 센서 제작
• 3. 충격 실험 및 결과
• 4. 결론
• 참고문헌