柔性基底d33模式壓電俘能器研究.pdf

1、碩士學(xué)位論文柔性基底比模式壓電俘能器研究Studyofd33ModePiezoelectricEnergyHarvesterBasedonFlexibleSubstrate學(xué)號：21209Q嬰大連理工大學(xué)Dali髓UniyersityofTechnology大連理工大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要傳統(tǒng)的硅基MEMS壓電俘能器具有體積小、集成度高、轉(zhuǎn)換效率高等特點，可以方便地嵌入到微型移動設(shè)備內(nèi)部并為其提供所需能量。為了克服表面叉指電極如3模式懸臂梁

2、振動俘能器中存在的壓電材料極化不完全、存在彎曲電場和硅基俘能器不適宜應(yīng)用在沖擊或劇烈的振動等大應(yīng)變場合等問題，主要提出了一種電極貫穿于整個壓電層的柔性不銹鋼基底全函3模式懸臂梁振動俘能器。建立了全西3模式懸臂梁結(jié)構(gòu)壓電俘能器的機(jī)電耦合模型，推導(dǎo)了俘能器輸出電壓和輸出功率數(shù)學(xué)表達(dá)式。計算了309m厚不銹鋼基懸臂梁結(jié)構(gòu)壓電俘能器的諧振頻率，分析了叉指電極寬度、叉指電極間距、PZT壓電厚膜的厚度和激振加速度等因素對不銹鋼基全以3模式壓電俘能器

3、發(fā)電性能的影響。分析結(jié)果表明，當(dāng)電極間距大于16岬以后，PZT厚度lgm的硅基全凼3模式壓電俘能器的輸出功率優(yōu)于相同尺寸下表面叉指電極西3模式壓電俘能器的輸出功率。全如3模式不銹鋼基壓電俘能器的輸出功率明顯優(yōu)于相同尺寸下全如3模式硅基壓電俘能器的輸出功率，其功率比值為338。當(dāng)不銹鋼基底厚度一定時，總存在著一個最優(yōu)的壓電材料厚度使得壓電俘能器獲得的輸出功率最大化。設(shè)計了全西，模式不銹鋼基壓電俘能器的工藝流程，探索了采用等離子化學(xué)氣相沉積