基于PZT-Si的微机电系统微驱动器的设计与仿真分析

• 作者: 万强 史平安 靳凡
• 来源期刊: 科学技术与工程
• 学科: 工学
• 关键词: 微驱动器 逆压电效应 稳定性 数值模拟
• 年，卷（期）: 2018,（18）
• 所属期刊栏目: 研究简报
• 页码范围: 174-181
• 页数: 8页
• 分类号: TM282
• 字数: 4640字
• 语种: 中文

摘要

设计了一种基于PZT和Si的蟹爪型MEMS微驱动器,具有结构简单、响应速度快、输出位移大的特点.为了进一步优化结构、提高使用寿命,根据微驱动器的结构特征,建立了直流电压下PZT蟹爪梁的的力-电耦合数学模型,得到了驱动电压与变形量的关系曲线.采用数值模拟方法开展了压电层材料、厚度等参数对微驱动器驱动性能的影响研究,研究表明:相对于压电层厚度和输入电压的影响,压电材料性能是系统稳定性的主要影响因素.以弹性柔顺系数相对较低的"硬陶瓷"PZT-4作为压电层时,微驱动器的稳定性增强但驱动响应有所降低;而当选用弹性柔顺系数相对较大的"软陶瓷"PZT-5和PZT-5H作为压电层时,微驱动器的驱动效应增强而稳定性降低.在此基础上,对微驱动器的结构参数进行了优化分析,确定了蟹爪梁结构参数的最优组合,为微驱动器的设计和改进提供了理论指导.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	史平安	中国工程物理研究院总体工程研究所	35	115	7.0	8.0
2	万强	中国工程物理研究院总体工程研究所	43	122	7.0	8.0
3	靳凡	中国工程物理研究院总体工程研究所	6	5	2.0	2.0