재료 특성 분석

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재료 특성 분석 기법 및 애플리케이션

재료 과학 연구 지원

유전체 특성을 측정하는 것은 재료 또는 기기 최적화에 있어 중요한 부분입니다. 유전율을 측정하면 다음과 같은 재료 특성을 정할 수 있습니다.

  • 에이징, 온도, 습도, 응력으로 인한 변화
  • 특정 전자기 주파수에서의 투명성(예: 레이더 주파수에서 자동차 범퍼의 투명성 확인)
  • 회로에 대한 호환성(예: PCB 소재가 RF 회로와 호환되는지 확인)
  • 일관성

유전 특성을 측정하는 기기는 두 가지가 있습니다. 어떤 기기를 선택할 것인가는 주파수 범위에 따라 달라집니다.

  • 임피던스 분석기는 mHz 대역부터 낮은 MHz 대역에 일반적으로 사용되고 있습니다. 실제 환경에서는 대부분 저 주파수로도 충분합니다.
  • 벡터 네트워크 분석기(VNA)는 높은 MHz 대역부터 GHz 대역에 사용하는 소재에 더 적합합니다. THz 대역에서 측정하는 경우 VNA에 업컨버터를 결합할 수 있습니다.
mHz ~ Thz 테스트 솔루션
mHz ~ Thz 테스트 솔루션

로데슈바르즈는 우수한 RF 기술력으로 재료 과학 연구를 지원하고 있습니다. 로데슈바르즈는 2021년 7월 Zurich Instruments를 인수합병했습니다. Zurich Instruments는 로데슈바르즈 포트폴리오를 완벽하게 보완하는 임피던스 측정 및 재료 과학 솔루션을 제공합니다.

임피던스 분석기 - 저주파 측정

유전체는 극성으로 인해 DC에서 매우 낮은 전도성을 나타내는 전기적 절연체입니다. 저-중 주파수 대역에서 전하를 저장할 수도 있습니다. 유전체는 이와 같은 용량성 효과로 인해 전하 보관 및 소실에 유용합니다. 다음과 같은 커패시터 또는 박막 유전체 애플리케이션에 사용되는 재료의 유전율을 이해하는 것이 중요합니다.

  • 저손실 전기 컴포넌트
  • 에너지 보관 장치. 예: 슈퍼 커패시터
  • 반도체 장치의 High-k 및 Low-k 게이트
  • 압전(Piezo-electric) 및 강유전성(Ferro-electric) 센서 및 트랜스듀서

재료 물리학을 완벽히 이해하고 기기 성능을 최적화하기 위해서는 유전체의 임피던스 연구가 필요합니다.

임피던스 분석기는 저주파에서 측정하는 데 최적입니다. Zurich Instruments MFIA는 1 mHz ~ 5 MHz 주파수 대역에서 측정을 수행하고 유전율, 소실률과 같은 임피던스 파라미터를 계산할 수 있습니다.

임피던스 분석기를 이용한 유전체 특성 분석은 명확한 기하 구조의 샘플에 두 개의 전극을 접촉하여 수행합니다. 일반적으로 평행한 플레이트 픽스처를 사용합니다. 유전율은 재료 커패시턴스 대 공기 커패시턴스의 비율이므로 이 기하구조를 기반으로 유전율을 추출할 수 있습니다.

VNA(벡터 네트워크 분석기) - 고주파 특성 분석

고주파 특성 분석은 VNA가 필요합니다. 측정 방법은 필요한 주파수 대역과 원하는 측정 속도 및 정확도에 따라 달라집니다. 가장 많이 사용하는 방법 네 가지는 다음과 같습니다.

  • 송신/반사 방식
  • 자유 공간 방식
  • 오픈 엔드 동축 프로브 방식
  • 공진(공동) 방식

재료의 물리적 특성과 유전 특성도 중요합니다. 예를 들어, 재료가 고체, 액체, 분말 등 어떤 상태의 재료인지, 온도가 매우 높은지, 아니면 특정 형태를 갖추고 있는지 등의 특성에 따라 가장 적합한 특성 분석 방식이 크게 달라집니다.

측정 방식에 따라 VNA 이외에 추가로 필요한 재료 샘플 픽스처가 결정됩니다.

재료 특성 분석 장비 알아보기

로데슈바르즈와 Zurich Instruments는 재료 과학 연구에 필요한 전체 주파수 대역에 대응하는 임피던스 분석기벡터 네트워크 분석기를 제공합니다.

로데슈바르즈 포트폴리오에서 패시브 및 액티브 컴포넌트 분석에 최적인 툴을 검색해 보십시오.

  • 최대 1.1 THz까지 지원하는 다목적, 고성능 네트워크 분석기
  • 최대 48개 포트를 탑재한 표준 멀티포트 솔루션
  • 기존 임피던스 분석기보다 낮은 주파수와 높은 임피던스 범위에 대응할 수 있는 임피던스 분석기

재료 특성 분석 기기의 이점

로데슈바르즈 재료 특성 분석 솔루션은 매우 넓은 주파수 대역을 지원합니다. 로데슈바르즈는 당사 솔루션용 드라이버를 제공하는 안정적 테스트 픽스처 공급업체와 협업하여 Plug-and-Play 방식의 기기를 만들고 있습니다. 추가 이점은 다음과 같습니다.

  • 효율적이고 빠른 측정
  • 손쉬운 구성 및 작동
  • 기존 셋업에 원활히 통합
  • 지속적 지원 및 기술 리소스

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