基于MEMS技術新型壓電微驅動器的研制.pdf

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

2、收縮結構，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、收縮角度的關系，根據(jù)Gibson的計算結果其最佳角度為5°～7°?！　±糜嬎銠C輔助設計給出了微驅動器的驅動腔體和擴散、收縮閥體的制備工藝結果。通過對方形PZT復合驅動薄板仿真，給出方形PZT復合驅動薄板的驅動電壓與撓度、復合驅動薄板的厚度與撓度，驅動復合薄板厚度與固有頻率的關系，并給出了各階振型進行分析結果。為進一步研究方形硅杯結構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)無閥型微驅動器設計制作的關鍵因素是擴散、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)之間的關系?！　≡赑ZT驅動的無閥型微驅動器的研制過程中，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系，探索了溶膠凝膠法制備PZT驅動薄膜制備關鍵工藝，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復合法進