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《基于MEMS技術(shù)的壓電微噴的研制》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、中文摘要微噴是微流量控制系統(tǒng)中重要的執(zhí)行器件，它可噴射多種介質(zhì)(墨、聚合物、固體等)，能夠?qū)崿F(xiàn)DNA微細排列、微量藥品精確供給、微推進以及噴墨打印等多種功能，在醫(yī)藥、生物、化學(xué)領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景，是MEMS技術(shù)最典型的應(yīng)用之一。本論文建立了剪式微噴的結(jié)構(gòu)理論模型，分析了在動態(tài)電壓作用下端部的變形；利用有限元分析方法優(yōu)化設(shè)計了微噴的結(jié)構(gòu)幾何參數(shù)，模擬其振動模態(tài)：研制出可雙向快速充、放電的微噴專用驅(qū)動電源，能夠并行驅(qū)動微噴陣列；對工作在純剪切模式的微噴結(jié)構(gòu)進行改進，引入了機械增益，大大提高了微噴的驅(qū)動能力。本論文完成了亞納升級剪式壓電微噴的研制以及性能測試，探索最佳結(jié)構(gòu)、最佳工藝流
2、程和最優(yōu)工藝參數(shù)，提高穩(wěn)定性和成品率。研究驅(qū)動方法，開發(fā)驅(qū)動電源，為國內(nèi)壓電微噴的實用化打下了堅實的基礎(chǔ)。本論文研制的微噴，單次噴射體積在亞納升量級，可連續(xù)噴射；噴射液滴體積和數(shù)量可由驅(qū)動脈沖控制；集成性能良好，可制成一維微噴陣列。提出了三種結(jié)構(gòu)的微噴，電場方向是垂直于極化方向加載的。當驅(qū)動電壓為50V時，單次噴射液滴體積約為0．1納升，最大噴射距離為30rnm。研制出微噴專用驅(qū)動電源，申請了專利。該電源具有以下特點：可以進行正、反雙方向充電，使致動壁能做正、反兩個方向的運動；能夠進行雙向快速放電，頻率響應(yīng)范圍寬；輸出電壓高，非線性失真?。狠敵鲎杩购苄。娏髫撦d能力大，響應(yīng)速度快；
3、控制信號的頻率和脈寬可調(diào)；各部件驅(qū)動信號之間的時序關(guān)系可通過計算機編程控制。關(guān)鍵詞：MEMS，微噴，壓電，剪式，陣列AbstractAsanimportantactuatorinthemicrofluidicsystem，themicrojetcouldejectmanykindsofsubstances(ink，polymer，solid)．ItcouldrealizeDNAmicroarray，minimreagentsupply，micropropulsionandinkjetprinting．Thedeviceshaveawonderfulapplicationfuture
4、inthemedical，biologJicalandchemicalfields．Thetheoreticalmodelofshearmodemicrojetisestablishedandtheedgedisplacementunderdynamicdrivingvoltageisanalyzed．Thegeometricalparametersofthemicrojetareoptimizedbyfiniteelementanalysisandthemodalofvibrationissimulated．Aspecialdrivingpower，whichcandrivemi
5、crojetarray，isdevelopedandthespeedofchargeordischargeisveryfast．Thestructureofthemicrojet，whichworksinthepureshearmode，isimproveduponbyintroducingmechanicalplusandconsequentlythedrivingabilityisheightened．Thesub-nanolitrelevelshearmodepiezoelectricmicrojetisdevelopedandtested．Theoptimalstructu
6、re，processflow，technicalparametersareexploredandthestabilityaswellastherateoffinishedproductareimprovedThedrivingmethodisalsostudiedandwelaygoodfoundationoftheapplicationofpiezoelectricmicrojetinteriorly．Thedropletproducedbythemicrojetissub—nanotitreinvotumeandthemicrojet渤e扣ctdropletsinseries．
7、Thevolumeandtheamountofthedropletsarecontrolledbythedrivingpulse．Applyingonedrivingpulse，themicrojetejectsonedropletanditiseasytoformonedimensionalmicrojetarray．Theproblemofhowtoconnecttheelectrodeonthecliffsideoftheactuatingwall．whenth
