微胶体推进器起始工作电压的估计方法研究

提供了一种考虑到微制造工艺实际的对微胶体推进器的起始电压进行估计的方法.本方法的关键在于把基于深度干法腐蚀的微推进器的两极简化成一组双曲等势面中的两个,利用拉麦方程得到微推进器两极间静电场分布的近似解.进而分析微胶体推进器源极顶端工质液滴的静电力和表面张力的平衡,得到微胶体推进器的起始工作电压.按照工作电压的估计方程,基于ICP腐蚀,设计了4种微胶体推进器.利用悬臂梁和电涡流微位移传感器对微推进器的测试结果表明,利用该方法对微胶体推进器起始电压进行的估计和实际测试结果有很好的一致性.     

压电致动微喷的压力波特征分析

提出了一种压电致动的阵列微喷,以面向吸入式药物治疗应用.该阵列微喷工作在器件的谐振点上,其工作性能决定于液体腔中的压力波的分布和大小.本文针对该类微喷建立了考虑压电-固-液耦合和压力波传播效应的等效模型,并利用有限元方法对整个器件的结构振动模态和压力驻波模态进行了分析.文章对不同振动模态下,液体腔中的声压力波分布以及对微喷设计的影响进行了讨论.     

多壁碳纳米管/SBS复合材料的制备及其渗流特性

以多壁碳纳米管(MWNTs)为导电填充物,以苯乙烯-丁二烯三嵌段共聚物热塑性弹性体(SBS)为基体材料,制备了导电高分子混合物薄膜,考察了采用不同的溶剂和成膜工艺对薄膜表面形貌的影响,同时通过电流/电压特性的测试,得到不同的MWNTs浓度下MWNTs/SBS混合材料的电渗流特性,其渗流区在6～9wt%之间.我们还初步研究了所得混合材料的电阻值受温度的影响,发现其温阻特性具有很强的时间迟滞性.     

利用退火的碳纳米管与金属接触特性的改善

碳纳米管与金属电极间的接触特性是提高纳米器件性能的重要因素.本文采用介电电泳在金属对电极上组装碳纳米管,形成金属-碳纳米管-金属结构.将样品分别在200℃、300℃、400℃下恒温退火1h后自然冷却.通过测量样片的伏安曲线,根据曲线线性度和斜率来评价退火前后的接触状态.实验表明,在三种温度下退火,接触电阻均有不同程度的减小.但一段时间间隔后,电阻又会增加.在本次实验时间范围内,其接触电阻均小于退火前.样片在300℃下分别退火30min、60min、90min后比较其电阻的大小,发现电阻随着退火时间的延长而逐渐减小.     

弯曲悬臂梁静电执行器驱动特性的实验研究

研究了一种弯曲悬臂梁静电执行器。该悬臂梁一端固支 ,另一端自由翘离基底。在静电力作用下 ,悬臂梁粘连的位置和长度会改变 ,使得执行器的电压 位移特性严重依赖加载历史。研究了在不同电压加载方式下 ,悬臂梁粘连点、端部位移的变化 ,以及这种变化对驱动电压的影响。实验研究了悬臂梁在方波电压下的振动 ,并设计实验系统测量了吸下和弹起时间     

微管道过流特性实验与仿真研究

本文针对微管道电渗流的控制问题,阐述了电渗泵的原理和数学模型,用有限元方法进行解算,得到了与实验相一致的结果.     

压电致动微喷的压力波特征分析

提出了一种压电致动的阵列微喷,以面向吸入式药物治疗应用。该阵列微喷工作在器件的谐振点上,其工作性能决定于液体腔中的压力波的分布和大小。本文针对该类微喷建立了考虑压电-固-液耦合和压力波传播效应的等效模型,并利用有限元方法对整个器件的结构振动模态和压力驻波模态进行了分析。文章对不同振动模态下,液体腔中的声压力波分布以及对微喷设计的影响进行了讨论。     

MEMS冷气推进器的制作及实验研究

介绍了一种两层结构的MEMS冷气微推进器的设计和制作。并从不同的膨胀比和喉部尺寸的角度,对微推进器的推力和比冲性能进行了实验测量。实验结果表明,所制作的微推进器可以达到的最大推力在3．3～4．9mN之间,比冲在51．0～66．3s。     

一种基于间接标靶法的微小推力测量技术

提出了一种基于间接标靶法的微小推力的测量方法。对测量原理进行了分析。利用该测量方法对一系列利用微机械技术(MEMS)制作的微喷管的性能进行了测量。给出了在不同燃烧室压强和喉部尺寸时,微喷管推力的测量结果,并与数值研究结果进行了比较。     

疏水网覆盖的开放微管道中的液体输运

考虑完全开放的微管道中液体输运不稳定,不利于生物气溶胶采样和监测的自动化集成,本文提出了用覆盖有疏水网的开放微管道来实现液体的可靠输运.通过理论分析得到了该微管道液体输运特性的估计公式,并用水作为试验介质对其输运特性进行了实验分析.分析实验显示,开放微管道中液体输运的稳定性依赖于栅网特性、液体性质和流动速度、管道尺寸和表面特性.栅网表面疏水性越好,孔径越小,微管道中液体的最大许可压强就越大,液体输运就会越稳定.对于孔径50 μm、表面涂覆有Teflon的栅网,最大许可压强可达2000 Pa.管道中的最大许可流速取决于管道尺寸和最大许可压强；对于较浅、较长的管道,最大许可流速较小.当液体流过干的疏水管道时,液体的表面张力会阻碍流动,管道截面尺寸越小,表面张力的阻碍效果越明显.