平面微弹簧的模拟、加工制备和力学性能表征研究

微弹簧是一种重要的MEMS器件,可为微传感器和微执行器提供弹性力.我们设计并用UV-LIGA技术制备了数种不同形状的平面微弹簧,并用ANSYS对其力学性能如刚度、断裂强度等进行了模拟.由于制备出的平面微弹簧体积很小,无法用常规的测试仪器进行测试,我们为此设计并制备了一台平面微弹簧力学性能测试仪,其位移分辨率为1μm,力分辨率为1mN.模拟得出的结果与测量结果一致性较好,与闭环平面微弹簧相比,S型平面微弹簧具有较大的位移和较小的刚度,弹簧的刚度随着弹簧厚度的增加而增加.铜微弹簧的屈服强度和屈服位移仅为镍平面微弹簧的5%-7%.     

平面微弹簧的模拟、加工制备和力学性能表征研究

微弹簧是一种重要的MEMS器件,可为微传感器和微执行器提供弹性力。我们设计并用UV-LIGA技术制备了数种不同形状的平面微弹簧,并用ANSYS对其力学性能如刚度、断裂强度等进行了模拟。由于制备出的平面微弹簧体积很小,无法用常规的测试仪器进行测试,我们为此设计并制备了一台平面微弹簧力学性能测试仪,其位移分辨率为1μm,力分辨率为1mN。模拟得出的结果与测量结果一致性较好,与闭环平面微弹簧相比,S型平面微弹簧具有较大的位移和较小的刚度,弹簧的刚度随着弹簧厚度的增加而增加。铜微弹簧的屈服强度和屈服位移仅为镍平面微弹簧的5％-7％。     

压电型微悬臂梁制备中RIE刻蚀硅工艺的研究

介绍了一种压电型微悬臂梁的制作工艺流程,重点研究了其中硅的反应离子刻蚀(RIE)工艺,分析了工艺参数对刻蚀速率、均匀性和选择比的影响,提出通过适当调整气体流量、射频功率和工作气压,以加快刻蚀速率,改善均匀性,提高选择比。研究表明,在SF6流量为20 mL/min,射频功率为20 W,工作气压为8.00 Pa的工艺条件下,硅刻蚀速率可以提高到401 nm/min,75 mm(3 in.)基片范围内的均匀性为±3.85%,硅和光刻胶的刻蚀选择比达到7.80。为制备压电悬臂梁或其它含功能薄膜的微结构提供了良好的参考。     

A High Revolution Speed Noncontact Ultrasonic Motor Driven by a Non-Symmetrical Electrode

A noncontact ultrasonic motor based on a non-symmetrical electrode is proposed. This motor has the advantages of using a simple driving electrode and having a high revolution speed. The revolution speed of its three-blade rotor can reach 5100rpm under a driving voltage of 20 V. A method operated easily is proposed to measure the output torque,     

微型压电能量采集器的仿真、制造与测试

理论分析得到微悬臂梁式压电能量采集器的设计准则.采用一种新颖的制造工艺,将高性能压电陶瓷锆钛酸铅(PZT)块材与硅片在540 ℃高温下键合1 h后,减薄并切割成形成压电悬臂梁.使用ANSYS软件进行仿真,得到了器件的固有频率、尖端位移和电压输出的频率响应.设计一套振动能量采集器测试装置,并对器件进行测试.测试结果表明,所制得的器件固有频率为2 580 Hz,在10 m/s2的正弦加速度激励下,其输出峰-峰值电压达1.58 V,测试结果与仿真分析基本吻合.     

基于SU-8胶转子的非接触压电微马达

研制了一种非接触压电微马达，通过阻抗分析仪对定子进行扫频测试，确定其共振频率，并且详细介绍了SU-8胶转子制作的工艺流程。利用转速仪比较不同形状和尺寸的转子在调频和调压下的转速，从而确立压电微马达的最优转子。转子半径为6mm，叶片宽度为6mm的三叶片转子转速最高为3569r／min。转子的启动电压和最高电压分别为8V和24V。     

大环多胺金属模拟酶催化水解梭曼机理研究

为解决生物酶在战场应用环境中易失活且环境耐受性差的问题,我们合成了大环多胺双锌模拟酶配合物-2,6-双{[双(2-羟乙基)氨基]甲基}-4-甲基酚(Zn L2).Zn L2对GD(Soman,梭曼)具有较高的催化活性,能够实现多次催化循环,并且在Zn L2与GD化学计量比为(0.56∶1)的条件下水解率为100%.使用高效液相色谱-质谱与核磁共振确定催化产物为甲氟膦酸酯、甲氟膦酸、甲基膦酸频哪酯与甲基膦酸,说明Zn L2水解GD为双平行反应,反应途径分别为GD的P—F与P—O键的断裂.建立在实验的基础上,使用密度泛函理论(DFT)的B3LYP方法,从P—O与P—F键断裂这两个平行反应方向对催化过程进行计算.计算结果表明:Zn L2上Ot末端醇盐作为一个碱试剂去激活水分子,使其成为羟基并作为亲核试剂进攻中心磷原子,形成一个五配位的磷酰中间体,通过进一步亲核进攻水解中间体形成最终P—O与P—F键断裂产物.Zn L2催化GD水解的活化能为分别为5.6 kcal/mol(P—F键断裂)和11.5 kcal/mol(P—O键断裂),说明P—O键断裂过程是GD酶促水解反应的速控步骤.     

冷冻靶中硅冷却臂的温度场和力学分析

冷冻靶是实现惯性约束聚变高能量增益的重要靶型。冷却臂是冷冻靶的重要部件之一,通过它将冷源与铝套筒相连接,用于获得靶丸内均匀氘氚冰层时所需的精确温度,同时冷却臂也用于均匀夹持铝套筒。首先测试分析了硅材料在深低温下的热传导系数,表明硅材料在该温区具有优异的热传导能力。研究了硅冷却臂结构参数对冷却臂温度场分布的影响。分析不同晶向硅冷却臂周向均匀夹持铝套筒的特性,提出基于(111)晶向硅片研制冷却臂。研究了冷却臂力臂夹持力和共振频率,并对硅冷却臂的热-结构耦合进行分析。最后设计具有16个夹持力臂的二级分叉结构的冷却臂。基于微电子机械系统技术研制了硅冷却臂样机,并测试了冷却臂的侧壁垂直度和力学特性。将研制的硅冷却臂与铝套筒进行装配,表明冷却臂中力臂的力学特性能够实现对套筒的夹持。     

液相色谱-质谱联用仪研究极性含磷化合物

禁止化学武器公约包括的核查目标相当广泛,含有碳磷键的化合物属于重要的核查目标之一[1].因此,对此类化合物分析技术的研究是十分必要的.液相色谱-电喷雾质谱(LC-ESI-MS)技术是目前分析极性大,难挥发,热不稳定化合物的理想方法.以前常用的方法是通过较复杂的样品制备方式,经过衍生,生成挥发性的化合物再进行GC-MS分析[2],因此,回收率较低,大大降低了分析灵敏度.日益成熟的LC-ESI-MS技术大大简化了样品制备程序,水样和水提取样可直接分析,而且进样量较大,从而提高了分析灵敏度,同时也提供了分子量和结构信息.日益受到分析专家的重视.     

单路信号激励的非接触超声马达的试验研究

目前研究的非接触超声马达都是建立在行波理论基础上,这类马达需将定子弹性体激励出行波,因而它至少需要两路相位差成π/2信号源,其驱动电路复杂,文章提出了一种新型的圆筒型非接触超声马达,它只需单路信号激励,定子采用在圆筒弹性外表面粘贴矩形板压电陶瓷构成。根据有限元分析设计制造了定子,并进行了可行性试验。文章给出了转子结构尺寸对马达转速的影响试验,当采用四叶片转子时马达无负载的最高转速为2025r/min,并采用间接方式测试了马达的起动转矩。