毕业论文

打赏
当前位置: 毕业论文 > 研究现状 >

微驱动器国内外研究现状

时间:2019-12-16 21:25来源:毕业论文
微驱动器作为微机械电子系统的核心部件,一直是微机电系统(MEMS )的研究热点。但在一般情况下,在微尺寸的世界中,相比惯性力、体积力的影响,粘性力、面积力对流体的影响会

微驱动器作为微机械电子系统的核心部件,一直是微机电系统(MEMS )的研究热点。但在一般情况下,在微尺寸的世界中,相比惯性力、体积力的影响,粘性力、面积力对流体的影响会更加显著,即随着微驱动器系统的尺寸、流速的减少,将会导致雷诺数减小,受到流体粘性力的影响显著增加[5,6]。而MEMS压电驱动器避免了这个问题。MEMS压电驱动器利用压电材料的逆压电效应,把电能转化成机械能的换能器。与其他驱动形式相比,其具有结构简单、响应速度快、高频适用性强、驱动和处理电路简单等优点,其最突出特点就是可以提供微米、纳米量级的位移或运动。同时,压电驱动具有线性好、控制一方便、位移分辨率高、频率响应好、不发热、无噪声等优点,所以,微压电驱动已成为一种理想的微位移驱动技术,在超声检测、精密位移和定位、声学及力学量的检测等方面已经得到了广泛的应用,具有很大的发展前途。42865

目前MEMS压电驱动器得到了广泛的关注和发展,压电驱动器发展的重要趋势是集成的单元部件越来越多,集成的规模也越来越大,所涉及到的部件包括和进样及样品处理有关的透析、固相萃取、净化等功能部件;以及用于流体控制的微阀(包括主动阀和被动阀)、微泵(包括机械泵和非机械泵)、微混合器、微反应器、微通道和微检测器等。

在国外,1988年Twente大学(荷兰)研制出一种振膜直径只有12.5 mm的压电式微泵结构[7]。在工作频率不高的情况下,当对微泵施加100 V左右驱动电压时,可实现每分钟驱动约10 μL的液体流动;当时间电压升值125 V时,可实现扬程最高为2 m水柱。1989年,日本东京大学研制备出一种尺寸约为20 mm×20 mm×10 mm的压电微泵,微泵靠压电块驱动[8]。在100 V驱动电压的作用下,每分钟最大驱动流量为40 μL,最高可实现扬起高度为1m的水柱。论文网

在国内,2002年上海交通大学陈海菂等人利用梯度功能压电陶瓷的逆压电效应,研制了双悬臂梁结构的微夹钳;其原理是:当加载电压时,压电体伸长而硅基片尺寸不变导致悬臂梁弯曲,使夹钳夹紧[9]。2006年,刘国君等人于利用迭片技术制备一种用于精密输液的压电微泵,其尺寸为45×20×3 mm3,最小分辨量可达7×10-5 mL[10]。2007年,清华大学方华军等人采用MEMS技术,制作了硅基压电悬臂梁式微麦克风[11]。同年,西安电子科技大学娄利飞等人采用MEMS技术,研制了PZT薄膜悬臂梁作为驱动器的500 μm×500 μm微镜结构[12]。2008年,杜立群等人制备一种PZT薄膜无阀压电微泵,其主要由压电圆型致动片与聚二甲基硅氧烷(PDMS)泵膜组成,可实现2.05 μL/min的液体驱动流速[13]。2014年,沈燕虎等人设计了一种基于压电效应为驱动的振动给料器,该种振动给料器在150 V电压、142 Hz频率电信号的驱动下,实现每秒8.5 battery cap的输送速度[14]。

目前,压电驱动器依然受到国内为研究人员的重视,正向着微型化、精确化、集成化发展。

微驱动器国内外研究现状:http://www.751com.cn/yanjiu/lunwen_43464.html
------分隔线----------------------------
推荐内容