压电发电微电源国外研究进展

微加工技术极大地促进了各类传感器系统的微型化、集成化,使微机电系统(MEMS)功能越来越强,功耗、体积越来越小,而微能源部分却日益成为MEMS微型化设计的瓶颈。该文系统介绍了一种在MEMS应用中有极具发展潜力的能源供应方式——压电微能源。压电微能源可通过收集环境能量来发电,具有长寿命、高能量密度、与MEMS工艺兼容等优点,在微系统中具有广泛的应用前景。     

环境振动能收集系统的微型压电悬臂梁设计与制作

研制长寿稳定电源已经成为微型无线传感网络中的关键技术之一,现有的化学电池容量有限,需要不断的逐个更换耗尽的电池,难以满足无线传感网的实际应用.本文提出利用压电材料的机电耦合特性收集环境振动能,该类型微电源有望成为MEMS提供长期电能.首先分析了利用压电材料收集振动能的原理,对微型悬臂梁结构的设计进行了简单的分析,重点介绍了用MEMS工艺加工微型悬臂梁的工艺流程.悬臂梁结构采用体硅和面硅加工工艺相结合,体硅工艺包括湿法和干法刻蚀硅及表面层结构,金属Pt层刻蚀等,面硅工艺包括溅射金属薄膜和利用Sol-Gel方法在Si/SiO2/Ti/Pt衬底上制作锆钛酸铅(Pb(Zr0.52Ti0.48)O3,PZT)压电薄膜等.经过反复工艺实验研究,确定一套稳定的微型压电能源的制作工艺流程.     

基于微型悬臂梁的发电机制探索

微机电系统(MEMS)微型化过程中,要求电源装置也必须向微型化发展.在现有微电源研究基础上,结合微型硅悬臂梁的力学分析以及压电晶体材料压电效应特性,提出一种新的压电陶瓷(PZT)微型硅悬臂梁发电装置.借助微型硅悬臂梁质量块的振动和PZT的正压电效应,实现振动机械能向电能转换.该装置结构简单、体积小、质量小,可以用MEMS集成加工工艺实现结构加工,因此与其他微型MEMS器件可以集成在一个基础上.     

基于NURBS理论的射流燃烧汽油机缸盖模具气道的CAD／CAM技术研究

本文以当前国际上ＣＡＤ／ＣＡＭ领域最流行的非均匀有理Ｂ样条（ＮＵＲＢＳ）理论为数学模型，对射流燃烧汽油机缸盖模具的气道进行了曲面造型和曲面拟合；并结合气道曲面的实际，在数控加工中对气道曲面通过轴心线实施了分段剖分，并采用参数线法确定了刀心轨迹，进行刀具轨迹仿真，获得了数控加工气道曲面和型芯的ＮＣ程序。本研究对提高射流燃烧汽油机缸盖的模型的精度和效率，改进汽油机的气道设计均有重要意义。     

微能源的研究现状及发展趋势

电子产品小型化、微型化、集成化是当今世界技术发展的大势所趋.随着微机电系统(MEMS)技术的发展,与之相关的微能源技术得到人们更多的重视.人们希望MEMS技术和微能源技术互为促进,运用MEMS技术工艺改善和提高微能源的性能,同时微能源以某种方式集成于MEMS中,使MEMS具有更加强大和完备的功能.目前供能问题已经成为MEMS降低成本、进入实用化、自动化的最大障碍.介绍了微能源技术的研究现状和发展趋势,介绍了国际上微型锌镍电池、微型内燃机系统、微型锂电池、微型太阳电池、微型燃料电池和微型同位素电池研究工作的最新进展.简单分析了微能源的发展方向和应用前景.     

基于β辐射伏特效应的同位素微电池理论模型研究

随着微型机械电子系统(MEMS)的发展,微能源逐渐成为MEMS应用中的一个非常关键的问题.在同时考虑了同位素的选择及其衰变类型、粒子能谱、放射粒子能量损失率、半导体特性、载流子的产生与复合等因素的基础上,提出了一个基于β辐射伏特效应的同位素微电池的理论模型.可以用该模型计算出微电池的短路电流和开路电压.得到的模拟结果比引用文献结果稍高,还得到了表面掺杂浓度、结深以及放射粒子活度对电池输出参数的影响.     

一种制作沟槽型同位素微电池表面电极的新工艺

开发了一种利用SU8胶剥离工艺制作沟槽型同位素微电池表面电极的新工艺,通过使用BP212正胶作为牺牲层,有效地解决了在制作沟槽型同位素微电池表面电极时,堆胶以及沟槽中SU8胶不易去除的难题.该工艺操作简单、可靠,成本低,因此具有很大的实用价值.