张振杰
,
汪红
,
杨卓青
,
丁桂甫
,
赵小林
功能材料
选择聚氨酯改性环氧树脂作为基体,利用微加工工艺制备了一种以电镀镍丝作为增强体的微尺寸有序增强聚合物基体复合材料。ANSYS有限元仿真结果表明基体完全包裹增强体能够很好地缓解应力集中,当增强体的排布角度为45°,体积含量为62.5%时,复合材料变形过程中应力集中程度相对最弱。对制备的微尺寸复合材料进行了DMA拉伸测试,结果表明相比单一的聚合物基体材料,有序增强复合结构材料的抗拉强度和弹性模量分别约提高了4倍和3倍,最后,通过扫描电镜观察了试样断口,对其拉伸断裂过程进行了合理分析。
关键词:
MEMS
,
复合材料
,
ANSYS
,
有序增强
,
微尺度
刘川
,
汪学方
,
罗小兵
工程热物理学报
介绍了一种基于热学知识设计的表面薄膜微型MEMS皮拉尼计，并将其用于圆片级真空封装腔体的真空度测量中。为了设计灵敏度较高的皮拉尼计，对不同结构的皮拉尼计的热量分布进行了数值计算与分析，并最终完成了加工。此皮拉尼计的结构和加工工艺比较简单，能用于一般的MEMS真空封装中。实验结果显示该皮拉尼计可以测量1-10^5Pa的真空度，并在1-1000Pa内有很好的线性度。
关键词:
MEMS
,
皮拉尼计
,
圆片级真空封装
,
真空度测试
毛胜平
,
汪红
,
刘瑞
,
汤俊
,
李雪萍
,
丁桂甫
功能材料
利用LIGA或UV-LIGA技术制备的镍,特别适合作为微器件的结构材料.材料的力学性能在微器件的仿真设计和实际使用中起到重要作用.主要利用常规的力学试验机和自行搭建的微拉伸平台,通过单轴拉伸方法测试了电流密度为20mA/cm~2的UV-LIGA镍薄膜的力学性能.3种测试方法的结果呈现了一致的规律性变化--弹性模量显著降低,强度显著提高,表明UV-LIGA镍具有与块体镍显著不同的力学性能.通过X射线衍射分析(XRD),测量了该电流密度下试样的择优取向和晶粒尺寸,通过场发射扫描电镜(SEM)观察了试样的表面形貌和拉伸断口,并初步地分析了UV-LIGA镍力学性能的变化原因.该测试结果为微器件的仿真设计提供了重要的参考依据.
关键词:
MEMS
,
UV-LIGA镍
,
电沉积
,
力学性能
,
单轴拉伸
霍晓涛
,
朱平
,
韩高义
,
熊继军
新型炭材料
采用电化学沉积工艺,在MEMS超级电容器的三维结构集流体上制备出聚吡咯( PPy)、聚吡咯/碳纳米管( PPy/CNT)、聚吡咯/石墨烯( PPy/GR)三种类型的膜电极。采用SEM对三种膜电极进行形貌观察,采用循环伏安、交流阻抗、恒电流充放电和循环充放电研究三种膜电极的电化学电容性能。结果表明,复合电极的微观结构稳定,复合薄膜和集流体之间的结合力大；基于三种膜电极的MEMS超级电容器电容量依次增大,阻抗依次减小,放电电流为1 mA时,比电容分别达到7.0、8.0、8.3 mF/cm2,经过5000次恒流充放电循环后,电容器的比电容分别保持了原来的72.9%、85.0%和89.2%。在PPy电极中引入CNT或GR后,MEMS超级电容器的电化学和膜电极结构稳定性可得到明显改善。
关键词:
MEMS
,
超级电容器
,
聚吡咯
,
碳纳米管
,
石墨烯
水露雨
,
严彪
金属功能材料
MEMS技术作为一种新兴的高端制造技术受到全球的重视,成为研究热点.随着TiAl合金薄膜的研究和应用发展,其优异的高温力学性能和抗腐蚀性能提高了MEMS系统的应用范围.阐述了TiAl合金薄膜的制备技术,生长模式和微观结构,并介绍了TiAl合金薄膜在MEMS上的应用研究进展.
关键词:
MEMS
,
TiAl合金薄膜
,
磁控溅射
,
生长模式
,
制备方法
邱成军
,
曲伟
,
刘红梅
,
赵全亮
,
卜丹
,
曹茂盛
材料科学与工程学报
doi:10.3969/j.issn.1673-2812.2007.06.009
采用溶胶-凝胶法(sol-gel)制备技术制作了Pb(Zr,Ti)O3(PZT)压电薄膜,并以PZT薄膜为驱动制作了微泵.采用了V型微阀的微泵主要利用PZT的压电效应.针对微泵的关键结构--复合驱动膜,探索了一种Si/SiO2/Ti/Au/PZT/Cr/Au多层驱动膜结构制备方法,解决了在硅基底上制备PZT薄膜的问题,同时探讨并解决了硅各向异性刻蚀微泵的微驱动腔、单向阀的工艺问题,并通过SEM照片对V型阀和多层驱动膜进行了表征.研究结果表明,采用MEMS技术成功地完成了微驱动器的研制,得到的驱动腔硅杯平坦均匀.在V型阀微泵整体设计中需要的硅片数目少,降低了器件的复杂性,可以满足功耗低、小型化和批量生产的要求.
关键词:
PZT薄膜
,
溶胶-凝胶法
,
各向异性刻蚀
,
微泵
,
MEMS
贺婷
,
丑修建
,
王二伟
,
甄国涌
,
张文栋
功能材料
doi:10.3969/j.issn.1001-9731.2015.14.022
根据当前物联网以及无线传感网络的需求,以MEMS技术为依托,结合压电效应,提出了一种单悬臂梁阵列式压电式能量采集器。在分析压电能量采集器结构力学特性的基础上,详细介绍了两种不同尺寸微结构的设计、加工和测试。采用 ANSYS 软件仿真,得出两种微结构的谐振频率分别为3．9和4 kHz；利用溶胶-凝胶法制备出15和20层的 PZT 压电功能薄膜,电镜扫描其厚度分别为1849,2667 nm,AFM对比表面形貌其粗糙度分别为1．8和2．11 nm,后者致密更好,颗粒较小,相变温度相对比较高。
关键词:
振动能量采集
,
压电效应
,
MEMS
,
ANSYS
,
PZT薄膜
朱平
,
霍晓涛
,
韩高义
,
熊继军
功能材料
doi:10.3969/j.issn.1001-9731.2013.19.006
MEMS微电容具有高比容量、高储能密度和抗高过载等特点,在微电源系统、引信系统以及物联网等技术领域具有广泛的应用前景。设计制作了一种三维结构的聚吡咯/氧化石墨烯电极的 MEMS 微电容。该微电容由三维结构集流体、功能薄膜、凝胶电解质和BCB封装构成,其三维结构集流体是基于RIE刻蚀等微加工工艺加工实现的,而功能薄膜是通过电化学沉积工艺在集流体表面沉积聚吡咯/氧化石墨烯制备而成的,具有阻抗低、容量高、循环性能好的优点。电极的结构表征表明,聚吡咯中充分掺杂了氧化石墨烯,功能材料微观结构规整。器件电化学测试结果表明,放电电流为3mA 时,MEMS 微电容具有30μF 的电容值,比容量达到7mF/cm2,在4000次充放电循环后,器件比容量仍保持在90%,电容量无明显衰减,具有稳定的电容性能和良好的循环性能。
关键词:
MEMS
,
微电容
,
聚吡咯
,
氧化石墨烯
,
循环性能
周雪丽
,
李世中
功能材料与器件学报
介绍了一种基于光致形变聚合物材料的MEMS开关微驱动器.光致形变聚合物材料在光驱动型微执行器上的应用具有体积小、结构简单、易实现遥控等特点.根据MEMS的尺寸及性能要求建立开关及微驱动器模型,并得到所需最大驱动力.通过计算得出具有一定尺寸光致形变薄膜的等效弯曲行为,并将其应用到MEMS开关微驱动器上.运用ANSYS对微驱动器及闭锁机构仿真分析,根据仿真结果对结构进行改进,确定了采用多层薄板结构的方案,以满足最大驱动力要求.
关键词:
光致形变聚合物
,
MEMS
,
开关
,
等效弯曲
,
微驱动器
,
ANSYS
