用于微流控芯片的壓電薄膜微泵研究.pdf

1、微流控芯片分析是微全分析系統(tǒng)或芯片實驗室領域中的重要組成部分，它以微機電技術為基礎，以微通道網(wǎng)絡為結構特征，輔助以微泵、微閥等微流控功能器件，通過對微流體的操縱和控制，目標是在芯片上實現(xiàn)分析實驗室的所有操作，包括取樣、試樣引入、前處理、反應、分離和檢測等，且可多次使用，因此具有高自動化水平和更廣泛的適用性。微泵是微流體系統(tǒng)的核心部件，是實現(xiàn)微流量供給的動力組件，能精確的傳輸微小流量，而受到特別重視，因此，微型泵具有廣闊的應用和發(fā)展前景。

2、 本課題以用于微流控芯片的壓電薄膜微泵為研究對象，完成了對圓形壓電薄膜片和無閥微泵的制備以及優(yōu)化設計，并以芯片型實驗室為應用目標，將無閥微泵作為自動換樣與清洗裝置與微流控芯片實現(xiàn)結構及工藝的一體化集成。具體展開的工作主要有以下幾個方面： 1)圓形壓電薄膜片的制備以及結構參數(shù)優(yōu)化。本文研究了水熱合成法制備PZT壓電薄膜的工藝過程，并利用水熱合成法制備了圓形壓電薄膜片。同時，本文還利用有限元軟件ANSYS對圓形壓電薄膜進行了

3、靜態(tài)和模態(tài)分析，并在此基礎上對其結構參數(shù)與驅(qū)動性能之間的關系進行了仿真分析，為壓電薄膜片特征尺寸的選擇提供了理論依據(jù)。 2)無閥壓電微泵的理論分析以及結構參數(shù)優(yōu)化。對無閥微泵的工作原理和流動特性進行了理論分析，為微泵結構尺寸的選擇提供了理論依據(jù)。同時，利用ansys lO版本的MFX-ANSYS/CFX技術，完整地考慮了結構和流場之間的相互影響，實現(xiàn)了對無閥微泵的多物理場分析，研究了無閥微泵的流體動態(tài)特性，并在此基礎上對微泵的結