| 题名 | 基于MEMS技术的自吸微泵的研制 |
| 作者 | 王海宁 |
| 学位类别 | 博士 |
| 答辩日期 | 2006-05-29 |
| 授予单位 | 中国科学院电子学研究所 |
| 授予地点 | 电子学研究所 |
| 导师 | 崔大付 |
| 关键词 | 微型泵 无阀微泵 被动阀 压电双晶片 PDMS |
| 中文摘要 | 微型泵是微流体控制系统的重要组成部件，在生化分析、药物输送、芯片冷却等领域都有着广泛的应用前景，已成为MEMS研究领域中的热点课题之一。本文利用MEMS加工技术，成功地研制出一种可实用化的微型泵。 本文首先对各种驱动方式进行了分析，确定以压电双晶片作为主要的致动方式，并根据压电双晶片的悬臂梁模型，推导出压电双晶片的自由端位移公式。提出了泵膜的力学模型——边缘固支的等厚弹性薄板，分析了均布载荷和集中载荷下的大挠度变形和小挠度变形。 本文在对扩散口/喷口结构进行分析的基础上，提出使用扩散口/喷口作为流向控制结构，进而设计和制作了一种无阀压电微泵。该微泵利用压电双晶片作为致动器，以PDMS膜作为泵膜，以各向异性体硅腐蚀形成的锥形孔作为扩散口/喷口结构。该无阀微泵工作稳定，但不能实现自吸。 为了使微型泵更有效地控制流体的流向，本文利用双面体硅腐蚀工艺制作悬臂梁型硅被动阀，并利用该被动阀制成了一种被动阀微泵和一种复合阀微泵。两种有阀微泵均能够稳定的驱动液体，但由于阀片之间存在粘结剂间隙，因而存在一定的反向渗漏，导致微泵无法自吸。 采用弹性模量较小的SU-8胶制作被动阀，可以消除粘结剂层的影响。SU-8被动阀不但可以有效防止流体的反向泄漏，而且具有更大的正向过流能力。本文利用SU-8胶被动阀制作出改进型的DF-05型微泵，该微泵可以实现自吸进样，对水的最大流量为3.1mL/min，最大气体流量达到29.5mL/min，最大输出压力达到16kPa，性能达到国际先进水平，而且工作稳定，初步具备了实用化要求。 |
| 语种 | 中文 |
| 公开日期 | 2011-07-19 |
| 页码 | 111 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://159.226.65.12/handle/80137/8165]  |
| 专题 | 电子学研究所_电子所博硕士学位论文_电子所博硕士学位论文_学位论文 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 王海宁. 基于MEMS技术的自吸微泵的研制[D]. 电子学研究所. 中国科学院电子学研究所. 2006. |
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