Введение в  MICROENGINEERING
МЭМС Микромашины МСТ
Микроактюаторы
( введение )
Электростатические
актюаторы
Магнитные
актюаторы
Пьезоэлектрические
актюаторы
Гидравлические
актюаторы
Тепловые
актюаторы
Микротехнологии (основы)

Пьезоэлектрические актюаторы

В основе теории пьезоэлектрических актюаторов лежит прямой пьезоэлектрический эффект - появление электрических зарядов разного знака на противоположных гранях некоторых кристаллов при их механических деформациях: сжатии, растяжении и т.п и обратный пьезоэлектрический эффект - состоит в деформации этих же кристаллов под действием внешнего электрического поля. Основная формула для прямого эффекта:
,

для обратного:

,

где - вектор электрического смещения, - напряжённость электрического поля, - относительная деформация, - механическое напряжение. Основными параметрами являются: - пьезоэлектрические коэффициенты, - коэффициенты упругой деформации, коэффициенты диэлектрической проницаемости . Краткая историческая справка: Пьезоэлектрический эффект был открыт братьями Кюри в 1880. Впервые его начали применять используя естественные монокристаллы (такие как кварц) в 1920 году. В 1950 появляется пьезоэлектрическая керамика, например PZT. Позже появляются пьезоэлектрические полимеры (PVDF). Также было открыто, что для получения пьезоэлектрического эффекта пьезоэлектрическую керамику надо подвергать процессу поляризации, а для улучшения пьезоэлектрических свойств структура кристалла должна быть асимметричной. Пьезоэлектрический микроактюатр - это микроактюатор, который построен на использовании пьезоэлектрического эффекта. Наибольшую популярность имеют следующие конструкции пьезоэлектрических микроактюаторов:

Блочные актюатрыДвигатели вращенияШаговые двигатели

Биморфные актюатрыЦилиндрические, гибридные и другие актюаторы
.
На рис 7 показано два простых примера, демонстрирующих принцип действия пьезоэлектричекских актюаторов. На рис 7-а слой пьезоэлектрика осаждён на балку. При приложении напряжения балка изгибается:
рис 7- а.
Такой же принцип можно применить и с тонкой кремниевой мембраной (рис 7-b). Если приложить напряжение, мембрана деформируется:
рис 7-b.
Единственное ограничение это то, что плёнки должны быть достаточно толстыми для предотвращения диэлектрического пробоя или короткого замыкания, это может произойти, если приложить высокое напряжение. Комбинируя подобное устройство с микроклапанами можно перекачивать жидкость в струйной микросистеме.
Раздел Пьезоэлектрические микроактюаторы составлен с использованием учебных материалов Д. Бэнкса. [1]

[предыдущая страница] [главная страница] [следующая страница]
[вверх]

© Лацапнёв Евгений, Яшин К.Д.  mems@tut.by
Гостевая / Ссылки
Rambler's
Top100 Rating All.BY
Сайт управляется системой uCoz