記憶合金-硅復(fù)合膜用作微驅(qū)動(dòng)元件時(shí)的驅(qū)動(dòng)性能研究.pdf

1、MEMS技術(shù)是二十一世紀(jì)迅猛發(fā)展的新興技術(shù)，微驅(qū)動(dòng)器是它的核心技術(shù)之一。記憶合金薄膜的性能在許多方面優(yōu)于體材料，因而其在MEMS中有著廣泛的應(yīng)用前景。以硅為基底的記憶合金薄膜微驅(qū)動(dòng)器以其結(jié)構(gòu)簡潔、作功能力強(qiáng)、響應(yīng)快、易于集成化制造等優(yōu)點(diǎn)，成為微驅(qū)動(dòng)器發(fā)展的重要組成部分。 本文首先基于文獻(xiàn)報(bào)道中的實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果，利用Liang—Rogers模型對(duì)NiTi形狀記憶合金薄膜等溫單軸拉伸時(shí)的應(yīng)力—應(yīng)變曲線進(jìn)行了模擬，并討論了薄膜材料組分含

2、量及溫度對(duì)其拉伸性能的影響。通過模擬結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果的對(duì)比發(fā)現(xiàn)，除模擬得到的相變區(qū)間稍寬以外，模擬曲線與實(shí)驗(yàn)曲線基本一致，表明Liang—Rogers模型基本可以用于粗略的預(yù)測(cè)形狀記憶合金薄膜的單軸拉伸行為。 其次，本文運(yùn)用材料力學(xué)的研究方法，在考慮記憶合金薄膜材料非線性的前提下，建立起了NiTi記憶合金薄膜及其硅基片耦合作用的力學(xué)控制方程，并用Matlab軟件和數(shù)值分析中的二分法對(duì)NiTi/Si耦合結(jié)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)行為進(jìn)行了研究和數(shù)值