基于MEMS技術(shù)新型壓電微驅(qū)動器的研制.pdf

1、本課題根據(jù)無閥微泵的工作原理，基于MEMS技術(shù)設(shè)計了一種新型具有PZT驅(qū)動的無閥型微驅(qū)動器，對微驅(qū)動器結(jié)構(gòu)中的PZT驅(qū)動薄膜、無閥型的結(jié)構(gòu)以及驅(qū)動器的特性進行了研究，利用計算機輔助設(shè)計(CAD)方法研究了相關(guān)制作工藝并給出該結(jié)構(gòu)主要參數(shù)，研制出一種新型微驅(qū)動器?！　「鶕?jù)PZT微驅(qū)動器的基本結(jié)構(gòu)設(shè)計，從理論上闡明了逆壓電效應(yīng)PZT驅(qū)動工作機理，分析了有效載荷與撓度之間的關(guān)系，為方型PZT驅(qū)動薄膜的設(shè)計提供了理論支持。無閥型微閥采用擴散、

2、收縮結(jié)構(gòu)，利用微流體理論分析了圓柱形微體積元得到壓力損失系數(shù)與擴散、收縮角度的關(guān)系，根據(jù)Gibson的計算結(jié)果其最佳角度為5°～7°。　　利用計算機輔助設(shè)計給出了微驅(qū)動器的驅(qū)動腔體和擴散、收縮閥體的制備工藝結(jié)果。通過對方形PZT復(fù)合驅(qū)動薄板仿真，給出方形PZT復(fù)合驅(qū)動薄板的驅(qū)動電壓與撓度、復(fù)合驅(qū)動薄板的厚度與撓度，驅(qū)動復(fù)合薄板厚度與固有頻率的關(guān)系，并給出了各階振型進行分析結(jié)果。為進一步研究方形硅杯結(jié)構(gòu)器件的理論與實驗提供了參考依據(jù)。在

3、計算機模擬微流體特性分析過程中發(fā)現(xiàn)無閥型微驅(qū)動器設(shè)計制作的關(guān)鍵因素是擴散、收縮管的角度以及管的長度，并給出了計算機模擬無閥型微驅(qū)動器的流量、背壓與擴散、收縮管的角度、長度以及雷諾數(shù)等參數(shù)之間的關(guān)系?！　≡赑ZT驅(qū)動的無閥型微驅(qū)動器的研制過程中，得出了硅各向異性腐蝕速度與溫度、KOH刻蝕溶液濃度之間的關(guān)系，探索了溶膠凝膠法制備PZT驅(qū)動薄膜制備關(guān)鍵工藝，對底電極、過渡層的材料選擇，PZT溶膠、凝膠的制備方法、以及PZT薄膜0-3復(fù)合法進