微驅(qū)動器是微機電系統(tǒng)中的重要部件,在微量化學(xué)分析、微量藥劑控制、太空微型推進系統(tǒng)和機器人等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。石蠟相變驅(qū)動作為微驅(qū)動器的一種,具有體積膨脹率大的特點,能夠同時提供大位移和大驅(qū)動力。此外,這種相變微驅(qū)動還具有結(jié)構(gòu)簡單,制作方便,成本低廉等優(yōu)點。傳統(tǒng)石蠟相變驅(qū)動的加熱方式主要為電阻加熱,其加熱器位于石蠟腔室外部時,需要較長時間的熱傳導(dǎo),且熱傳遞效率低,響應(yīng)時間較慢。而當(dāng)加熱器位于石蠟腔室內(nèi)部時,加熱速度快,熱傳導(dǎo)效率高,但該結(jié)構(gòu)需要在石蠟腔室內(nèi)部引入電極或?qū)Ь�,結(jié)構(gòu)復(fù)雜,制作難度大。此外,電阻加熱只在電阻絲處產(chǎn)生熱量,加熱不均勻,石蠟導(dǎo)熱率低,因此該加熱方式效率較慢。本文將感應(yīng)加熱應(yīng)用于相變微驅(qū)動器中,該方案采用新型導(dǎo)電石蠟復(fù)合材料,使得感應(yīng)熱在腔體內(nèi)部產(chǎn)生,提高了傳熱效率,減少了熱量損失,簡化驅(qū)動器結(jié)構(gòu)和制作工藝。課題擬研究基于感應(yīng)加熱和石蠟復(fù)合材料的微驅(qū)動器的設(shè)計、制作、測試等,并將該驅(qū)動方式與微流體控制相結(jié)合,研究微驅(qū)動器在微閥控制上的應(yīng)用。論文主要內(nèi)容如下:第一章,根據(jù)加熱方式,對傳統(tǒng)相變微驅(qū)動器進行分類,綜合國內(nèi)外相變微驅(qū)動器的研究現(xiàn)狀,分析了不同種類的相變微... 

【文章來源】：北京工業(yè)大學(xué)北京市 211工程院校

【文章頁數(shù)】：76 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

相變微驅(qū)動器的基本原理

Fig. 1-1 The basic principle of phase-change microactuator微驅(qū)動器的研究現(xiàn)狀石蠟相變微驅(qū)動器的加熱方式主要有以下四種：電阻加熱、在加熱和感應(yīng)加熱。其中電阻加熱又可按電阻絲的位置不同分為電阻兩種。電阻加熱的相變微驅(qū)動器阻加熱具有原理簡單，操作方便，功耗較小且成本較低，便于外大多數(shù)石蠟相變驅(qū)動均采用電阻加熱，已經(jīng)用于盲文顯示裝置7-40]以及微泵[41 42]等領(lǐng)域。近年來一些學(xué)者研究了基于電阻加熱2 43 44 45 47]，具有代表性的有以下幾種。年，Liu R.H.等研制了一種利用熱電驅(qū)動的石蠟相變閥[38]。如圖合時，石蠟為固體將微通道堵塞，要打開微閥時對石蠟加熱，，流體開始流動。該微閥為一次性產(chǎn)品，僅能實現(xiàn)一次開合，的樣液直接接觸，可能會對其造成污染。

第 1 章 緒論對其施加外部壓力，迫使下方薄膜產(chǎn)生變形，關(guān)閉流體通道。石蠟冷卻凝固后，閉氣壓，設(shè)備處于關(guān)閉狀態(tài)。打開閥門時，石蠟被加熱熔化，由于彈性力作用，膜恢復(fù)原狀，流道導(dǎo)通。該閥的開關(guān)響應(yīng)時間可達到 4-8s，閥關(guān)閉狀態(tài)下可承50kPa的壓力。電阻阻值為155Ω，石蠟熔化消耗電阻加熱器的能量為500mW。微閥利用彈性薄膜將流道與相變材料隔離開，使得樣液不受石蠟及溫度變化的響，并且可以多次重復(fù)使用，擴大了其應(yīng)用范圍。但以上兩種微閥均采用外在阻加熱，需要較長時間的熱傳導(dǎo)，且熱耗散較高，熱傳遞效率低。

【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號：3339255