静电驱动振模微泵的理论分析

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ＳｈａｎｇｈａｉＪｉａｏＴｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈａｎｇｈａｉ２００２４０，Ｃｈｉｎａ；
２．ＮａｉｏｔｎｌａＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＭｉｃｒｏ／ＮａｎｏＦａｂｒｉｃａｉｔｏｎＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｉｔｔｕｔｅｏｆ
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减小介电层厚度、减小腔体深度、缩小腔体半径，对静电驱动柔性振膜型微泵性能的提高具有积极意义。关键词：静电驱动；柔性振膜；微泵；圆薄膜大变形
中图分类号：ＴＨ３８；ＴＰ２７１．３文献标识码：Ａ文章编号：１０００－９７８７（２０１３）０１－００２５－０４
性振膜微泵的理论分析模型。计算结果表明：考虑圆薄膜的周向应变，利用均匀压力载荷下的圆薄膜大变
形半解析解来预测振膜的形状，对微泵的性能有显著的影响，证明了圆薄膜大变形时的周向应变是不可忽略的。同时讨论了介电层厚度、腔体形状和双腔结构对微泵压缩性能的影响。结果表明：采用双腔结构，
（１．上海交通大学制冷与低温工程研究所，上海２００２４０；２．上海交通大学微纳科学技术研究院微米／纳米加工技术重点实验室，上海２００２４０）
摘
要：利用最小能量法和均匀压力载荷下的圆薄膜大变形半解析解相结合的方法，改进了静电驱动柔
ｔｈｅｍｅｍｂｒａｎｅｃｏｎｓｉｄｅｒｅｄｉｎｔｈｅｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｆｏｍｅｍｂｒａｎｅｄｅｌｆｅｃｔｉｏｎｅｘｈｉｂｉｔｓｇｒｅａｔｉｎｌｆｕｅｎｃｅｏｎｔｈｅｐｅｒｆｏｍａｒｎｃｅｆｏｔｈｅｐｕｍｐ．Ｔｈｅｉｎｌｆｕｅｎｃｅｏｆｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃｌａｙｅｒｔｈｉｃｋｎｅｓｓ，ｃａｖｉｔｙｇｅｏｍｅｔｒｙａｎｄｄｏｕｂｌｅ — ｃａｖｉｔｙｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｎｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ
２０１３年第３２卷第１期
传感器与微系统（ＴｒａｎｓｄｕｃｅｒａｎｄＭｉｃｒｏｓｙｓｔｅｍＴｅｃｈｎｏｌｏｇ泵的理论分析
张或，王文，赵小林，丁桂甫
ＺＨＡＮＧＹｕ．ＷＡＮＧＷｅｎ，ＺＨＡＯＸｉａｏ — ｌｉｎ，ＤＩＮＧＧｕｉ — ｆｕ
（１．ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＲｅｆｒｉｇｅｒａｔｉｏｎａｎｄＣｒｙｏｇｅｎｉｃｓ，ＳｃｈｏｏｌｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌＥｎｇｌｎｅｅｒｉｎｇ，
Ｍｉｃｒｏ／ＮａｎｏＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｙ，ｇＳｈａｎｇｈａｉＪｉａｏＴｏｎｇＵｉｖｎｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈａｎｇｈａｉ２００２４０，Ｃｈｉｎａ）