《微執(zhí)行器》ppt課件-文庫(kù)吧
2024-12-30 16:56 本頁(yè)面
【正文】 邊影響 ?典型結(jié)構(gòu) —— 傳統(tǒng) 電磁型微馬達(dá) 國(guó)內(nèi)代表：上海交通大學(xué)， LIGA工藝，直徑 2mm電磁型微馬達(dá) 普通磁力驅(qū)動(dòng) 元件間熱膨脹系數(shù)失配，金屬的熱膨脹系數(shù)遠(yuǎn)大于硅 ? 熱氣動(dòng) 流體加熱膨脹實(shí)現(xiàn)動(dòng)作 ? 雙金屬結(jié)構(gòu) 普通熱效應(yīng)致動(dòng) ? 工作原理：拉力和溫度誘發(fā)相變 ?銅基合金（如 CuAlNi） —— 成本低、熱導(dǎo)率極高、溫度反應(yīng)時(shí)間短 ?鈦鎳合金（如 TiNi、 TiNiCu、 TiNiFe） —— 性能佳（強(qiáng)度、重復(fù)性、壽命）；導(dǎo)熱率低；加工困難、成本高 ?鐵基合金 —— 成本最低、剛性好、易加工。 ? 材料 相變溫度 Mt —— Ms和 Mf的平均值 Mt TiNi冷卻過程 Ms以上奧氏體， Mf以下為馬氏體， M s和 Mf之間（約為 15℃ ）具有馬氏體和兩種相。 Ms和 Mf的平均值Mt稱為相變溫度約為 6075℃ 形狀記憶合金（ SMA） ?特點(diǎn) ? 突變雙態(tài)性 ? TiNi合金內(nèi)部發(fā)生的熱彈性相變?yōu)閲?yán)格的周而復(fù)始，無(wú)殘余變形而呈現(xiàn)完全彈性，因此驅(qū)動(dòng)的完全重復(fù)性很好，驅(qū)動(dòng)精確重復(fù) ? 較大的力、行程，從而能量 ?應(yīng)用 ?形狀恢復(fù)時(shí)應(yīng)力、位移 —— 微執(zhí)行器（電流加熱驅(qū)動(dòng)） ?熱敏感 —— 熱動(dòng)作型的開閉器 ?能量貯存體 ? 單位體積有效能量 W ? SMA—— W為 4 107J/m3（ TiNi， 屈服強(qiáng)度 420MPa，應(yīng)變 8%） ? 雙金屬片 —— 與 SMA大致相當(dāng)，取決于溫度變化速率、幅度 ? 靜電 —— W約為 4 105J/m3 （自由空間、擊穿極限 3 108V/m） ? PZT壓電材料 —— W約為 105J/m3量級(jí) ? 磁力 —— W約為 106J/m3量級(jí)（自由空間、飽和磁通密度 ） ?熱微執(zhí)行器 10ms量級(jí) ?電、磁微執(zhí)行器的響應(yīng)時(shí)間微秒量級(jí) ?靜電微執(zhí)行器更快 ? 響應(yīng)時(shí)間 微執(zhí)行器的性能比較 ? 熱微執(zhí)行器能耗高 ? 磁力執(zhí)行器能耗很大，因需要大電流通過線圈，散熱問題需要認(rèn)真解決 ? 電和磁微執(zhí)行器能耗低，靜電微執(zhí)行器能耗最低 ? 能耗 ? 與 IC工藝的兼容性 —— 追求同片上微執(zhí)行器與能量、控制集成 ? 靜電微執(zhí)行器工藝性最好，采用 IC導(dǎo)電或絕緣膜結(jié)構(gòu) ? 磁執(zhí)行器工藝性差 —— IC中很少采用磁性材料，手工裝配 ? PZT等薄膜工藝不斷發(fā)展 微執(zhí)行器的性能比較 第二部分 典型微執(zhí)行器 ——微馬達(dá) 一、電磁型微馬達(dá) 定子 —— 鐵氧體基板上制備驅(qū)動(dòng)線圈 轉(zhuǎn)子 —— 釤鈷永磁合金薄片制成，膠結(jié)鐵鎳合金薄片 。采用特殊的充磁方法， 在垂直于薄片的方向上寫入磁極。 與傳統(tǒng)內(nèi)外圈結(jié)構(gòu)對(duì)比 工藝兼容性分析： 分析方法：左手法則 原理 二、靜電型微馬達(dá) ?靜電馬達(dá)與傳統(tǒng)馬達(dá)的區(qū)別、意義、 MEMS發(fā)展代表性作用 ?區(qū)分微執(zhí)行器與微馬達(dá) ?優(yōu)點(diǎn)：定子 /轉(zhuǎn)子（導(dǎo)電材料
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