用于电刺激的植入式铂黑微电极

传统的植入式电刺激微电极表面积小,电极／组织界面阻抗高,并且电荷存储容量（CSC）小,这些都会增加植入式系统的功耗并影响电刺激效果．提出了一种在电极点电镀铂黑的方法来增加微电极的有效面积（ESA）．通过在超声波浴下使用脉冲电流电镀的方法,可以极大地增加微电极的ESA,降低界面阻抗并增加CSC和电荷注入容量．铂黑微电极的几何特性和电学特性分别由扫描电子显微镜（SEM）和电化学分析仪测定,并与未镀铂黑的电极特性进行了对比,对铂黑镀层的机械稳定性也做了相应的测试．实验结果表明,铂黑镀层的纳米结构使铂黑电极相比普通铂电极界面阻抗降低了1／16,CSC扩大13倍．在5min的室温超声波衰减实验中,阴极电荷存储容量（CSCc）仅减小20％．     

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。     

一种新型非接触圆盘压电微电机

提出了一种新型圆盘压电微电机，定子与转子间是非接触型的。定子工作在砘振动模态，并激励定子产生圆周方向单向行波。该电动机具有结构简单、易于制作、转速高等特点，电动机测试最高转速达到2225r／min。     

一种宽频的磁式压电振动能量采集器

基于环境能量采集的压电振动能量采集器为无线传感器和微机电系统的长期供能提供了一种有效解决方案.目前研制的压电式振动能量采集器存在工作频率高,且频带窄的问题.给出了一种通过磁力的引入使其在低频下工作的、宽频的压电振动能量采集器,并搭建了测试系统对器件进行分析测试.在压电悬臂梁上放置永磁铁取代传统的质量块,同时在悬臂梁的上...     

相空间重构-最小二乘支持向量机用于间歇过程变量在线预报

时间序列预测技术可实现过程参数未来变化趋势的早期预报,从而为分析判断工况是否正常、确定转入下一工序的时机提供依据.针对间歇过程数据长度短、非线性、动态、不同批次数据不等长等特点,提出了一种基于相空间重构-最小二乘支持向量机的非线性时间序列预测方法.首先将多批次数据随机的拼接组成长数据向量,差分处理后采用相空间重构关联积分C-C方法计算该序列的延迟时间τ和嵌入维数m,从而构建训练集和检验集,然后采用最小二乘支持向量机算法建立预测模型.对某间歇蒸馏过程上升气温度建立的5步预测模型可用于生产现场的在线预报.     

一种新型的电热驱动MEMS微继电器的研制

设计和制备了一种新型的电热驱动微电子机械(MEMS)继电器,并进行了性能测试.整个工艺采用非硅MEMS工艺,利用Cu作为牺牲层材料,Ni作为微继电器的结构材料.微继电器是基于杠杆放大原理设计的,因此能够获得较大的行程;驱动臂采用"U"型梁设计,能够在不增加功耗的条件下,获得较大的驱动力.并采用Ansys10.0有限元软件对微继电器进行了模拟分析.测试结果表明,这种微型继电器具有体积小、驱动电压低、切换速度快等优点.     

一种回折梁结构低频压电能量采集器

为满足振动频率在一定范围内变动,且在空间有限的环境下无线传感器系统的自供能需求,设计了一种具有3个自由度的回折梁振动压电能量采集器。基于系统结构和工作原理,进行了理论分析及建立了回折梁结构有限元模型,并对该模型进行了有限元分析和模态仿真。制作回折梁压电能量采集器的原理样机,搭建试验平台,在振动台上进行试验。试验结果表明,理论分析、有限元模拟结果与实验结果吻合,在3.5～8.5 Hz低频振动下能产生大于5 V的电压,最高输出电压约为17.5 V,是传统单梁结构的1.4倍,且具有3个输出电压峰,工作带宽为传统单梁结构的4.5倍,实现了宽频效果。所提出的回折梁结构压电能量采集器在低频、振动频率变化的环境中有效且自适应。     

NiCr薄膜微加热器在低温环境下的电学特性研究

设计了一种适用于深低温环境的微型加热器。使用AC磁控溅射技术将NiCr(80/20 at.%)合金沉积到SiO2/Si基底上,并采用微加工工艺实现薄膜图形化,作为加热器的加热元件。研究了NiCr薄膜的电学性能和晶体结构与退火条件之间的关系。实验表明:在450℃氮气环境下退火30min,可以获得深低温性能优良的NiCr加热器。该加热器在20K时的电阻温度系数(TCR)为80.80×10-6/K。X射线衍射(XRD)分析显示NiCr薄膜在450℃氮气环境下退火后,薄膜的结晶度增大,因此,退火条件对薄膜的电阻率和电阻温度系数有较大的影响。     

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。