一、形状记忆合金/硅复合膜驱动的微泵（论文文献综述）
吕斯宁[1]（2021）在《形状记忆合金驱动的核酸提取微流控系统研究》文中提出以微流控技术（Microfluidics）为核心的疾病即时诊断技术（Point-of-Care Testing,Po CT）逐渐成为控制传染疾病蔓延以及野外和偏远地区疾病诊断最为有效和快捷的方式之一。然而,由于传统微流控系统的构成元件仍然采用常规尺寸驱动元件,使得微流控系统体积庞大,结构复杂,难以与微流控芯片本身实现集成,成为微流控系统进一步高度集成化的最大障碍。本文提出了一种应用形状记忆合金的核酸提取微流控系统,其原理简单,模块化集成度高,通过将微器件、微流控技术与智能控制技术相结合,实现了核酸提取流程的自动化。针对磁珠法提取核酸方法,利用软刻蚀（Soft etching）技术,以聚二甲基硅氧烷（Polydimethylsiloxane,PDMS）和氧化铟锡（Indium Tin Oxide,ITO）导电玻璃为原材料,本文提出了一种集成有加热与测温功能的PDMS-ITO玻璃微流控芯片,设计了一种利用形状记忆合金（Shape memory alloy,SMA）作为驱动元件挤压PDMS薄隔膜驱动试剂的模块化试剂盒,建立了SMA弹簧的热力学和动力学数学模型,并开展了仿真分析和试验研究,分析了SMA弹簧通电电流对于系统温度的影响,进一步影响马氏体百分含量、驱动力与驱动位移等关键参数。建立了驱动隔膜的稳态与瞬态动力学模型,探究SMA作用下隔膜的受力与形变情况,对参数的仿真与实验结果进行了比对与改进。针对核酸提取中的温度控制需求与自动化,搭建了温控系统。采用蚀刻技术在ITO玻璃上蚀刻出加热区域与温度传感器,将ITO玻璃加热基板与ITO温度传感器分别布置在芯片两侧,分别实现芯片加热与测温的功能。建立了微流控芯片的传热模型,研究芯片的稳态、瞬态热力学模型。开展基于SMA驱动的核酸提取微流控系统的实验研究。对温控系统进行了标定与测试,验证了温度控制效果。测试了SMA弹簧的驱动特性,通过将PDMS-ITO玻璃微流控芯片、SMA薄膜驱动试剂盒、温控与逻辑控制系统进行模块化组合,验证了基于微流控技术的核酸提取过程的可行性,实现了全过程的自动化提取。利用COMSOL仿真软件,搭建了芯片和驱动模块的流体流场仿真,研究了驱动过程中的流体的特性。
李学亮[2]（2018）在《基于电渗驱动的微型电化学分析系统研究》文中进行了进一步梳理化学分析系统的微型化势必要求其流体驱动系统和检测传感器也要微型化。目前化学分析系统采用的基于蠕动泵驱动方式的微流体驱动系统体积较大,嵌入微通道内困难,且流量可控性较差,进一步减小液滴体积困难。本文采用易于嵌入微通道内的电渗微泵（Electroosmosis micropump,EOP）作为微流体驱动系统,光寻址电位传感器（Light-Addressable Potentiometric Sensor,LAPS）作为微流体检测传感器,致力于研制一种分析液消耗量更低、集成度更高的微型电化学分析系统。然而,输液效率偏低和噪声增大分别是电渗微泵和LAPS在微型化过程中所面临的问题。为提高电渗微泵的输液效率和LAPS信号的信噪比,分别提出了一种气泡协助-电渗微泵技术和一种基于小波变换的噪声抑制方法,并对相关问题进行了深入的研究。本论文的主要创新性研究成果如下:1.提出了一种基于电渗驱动的微型电化学分析系统。针对液滴式电化学分析系统采用蠕动泵流量可控性受限、减小微液滴体积和精确操控微液滴困难的问题,本文提出了一种基于电渗驱动的微型电化学分析系统。在LAPS传感表面构建了微通道,并在微通道中嵌入了一个电渗微泵。通过切换电渗微泵驱动电压的极性可以改变微流体的运动方向。驱动电压从20 V50 V,输出流量从48.7 pL·s-1122 pL·s-1,随着驱动电压的升高流量呈线性增加。在微通道中产生了一个体积约为1 nL的样品液滴,液滴通过电渗驱动被精确泵送到LAPS检测区域。得到了不同pH值液滴的光电流-时间特性曲线和光电流-偏置电压特性曲线。估算了这些曲线拐点处的偏置电压值,得出LAPS的pH灵敏度约为50 mV/pH,接近于室温下的Nernst值。该微型电化学分析系统适用于微量化学/生物分析液的传感检测。据作者掌握的资料,这种在LAPS中使用电渗微泵的技术之前未见报道。2.提出了一种气泡协助-电渗微泵（Bubble-assisted EOP）技术。针对现有电渗微泵高驱动电压容易产生电解气泡、高比表面积的微通道制备工艺复杂和兼容性差的问题,本文提出了一种气泡协助-电渗微泵。在具有“哑铃型”结构的微通道“瓶颈”区域内植入第三个电极,电解产生一个气泡。此时,由于微通道内壁的亲水化处理,会在气泡和微通道内壁之间留下一层具有高比表面积的薄膜水层。所以即使在相对较低的（20 V60 V）的直流驱动电压和不使用多孔材料的情况下,也能产生高效的电渗流。研究表明,气泡/薄膜水层的长度与其电阻呈线性关系;随着气泡/薄膜水层的变长,电渗流的流量减小;切换驱动电压极性,电渗流的流向也随之改变;随着驱动电压的升高,电渗流的流量也随之增加,当驱动电压为±60 V时,可获得的最大流量约为±500 pL·s-1。该微型电化学分析系统可产生体积约为1 nL的液滴,通过气泡协助-电渗微泵,微液滴被精确泵送到LAPS检测区域,并对微液滴的光电流-时间特性及光电流-偏置电压特性进行了分析。3.提出了一种基于小波变换的LAPS光电流噪声抑制方法。随着电化学分析系统的微型化以及分析液体积的减小,LAPS信号会变得非常微弱,信噪比降低,本文提出了一种基于小波变换的LAPS光电流噪声抑制方法。通过小波变换将LAPS光电流信号分解为3层,得到每一层的小波系数以及阈值。根据每层小波系数的特点,按阈值进行分别处理,得到新的小波系数,最后根据该系数,重构了LAPS信号。频谱分析表明:小波变换可以提高LAPS信号的信噪比。本文研制的微型电化学分析系统能够产生和分析体积低至1 nL的液滴。本研究对于构建新型“芯片实验室”具有重要意义。本文在国家留学基金委、日本东北大学吉信-宫本研究室以及教育部高等学校博士学科点专项科研基金的资助下进行研究。
孙双双,董静[3]（2010）在《记忆合金/Si复合膜驱动性能的力学建模与仿真》文中研究指明在考虑记忆合金材料非线性的基础上,按照材料力学的方法联立静力学、变形几何及物理的三者关系,建立了热载荷作用下记忆合金薄膜与Si基底相互耦合作用的力学模型.通过对一个完整的热循环过程中NiTi记忆合金/Si复合膜驱动性能的模拟和讨论,结果表明,由于相变的作用,以Si为基底的记忆合金薄膜能在较窄的温度范围内产生大的驱动力及位移.通过对不同厚度比情况下复合膜最大挠度的研究发现,随着Si基底与记忆合金薄膜厚度比的增大,复合膜的最大挠度逐渐减小;当两者厚度比大于5时,本模型对记忆合金/Si复合膜驱动性能的描述和预测更精确.
董静[4]（2009）在《记忆合金/硅复合膜用作微驱动元件时的驱动性能研究》文中提出MEMS技术是二十一世纪迅猛发展的新兴技术,微驱动器是它的核心技术之一。记忆合金薄膜的性能在许多方面优于体材料,因而其在MEMS中有着广泛的应用前景。以硅为基底的记忆合金薄膜微驱动器以其结构简洁、作功能力强、响应快、易于集成化制造等优点,成为微驱动器发展的重要组成部分。本文首先基于文献报道中的实验研究结果,利用Liang-Rogers模型对NiTi形状记忆合金薄膜等温单轴拉伸时的应力-应变曲线进行了模拟,并讨论了薄膜材料组分含量及温度对其拉伸性能的影响。通过模拟结果与实验结果的对比发现,除模拟得到的相变区间稍宽以外,模拟曲线与实验曲线基本一致,表明Liang-Rogers模型基本可以用于粗略的预测形状记忆合金薄膜的单轴拉伸行为。其次,本文运用材料力学的研究方法,在考虑记忆合金薄膜材料非线性的前提下,建立起了NiTi记忆合金薄膜及其硅基片耦合作用的力学控制方程,并用Matlab软件和数值分析中的二分法对NiTi/Si耦合结构的驱动行为进行了研究和数值模拟。结果表明,本文建立的力学模型比较合理,能较好地描述NiTi/Si复合膜在一个完整的热循环过程中的驱动响应趋势。
夏露[5]（2009）在《无阀微泵结构优化与仿真研究》文中研究指明微流体技术是指在微观尺寸下控制、操作和检测复杂流体的技术,是在微电子、微机械、生物工程和纳米技术基础上发展起来的一门全新交叉学科,其中微泵是微流体系统主要的基本组件之一。本论文主要针对微流体系统中对流体进行定量输运的需求,开展了基于MEMS的无阀微泵理论分析及仿真研究。扩散管/收缩管型微泵是比较典型的无阀型微泵,它以收缩和扩张的不同形状通道代替了单向阀,利用因流道不对称所引起的压力损失的不对称性来实现流体的泵送,而且结构简单,制作工艺成熟,因而引起了人们的普遍重视。本文对扩散管/收缩管的流体理论和流动特性进行了研究和分析,并运用FLUENT软件对扩散管/收缩管的角度、长度、宽度等因素对流量和效率的影响进行分析,并对扩散管/收缩管的结构进行优化。分析薄膜的振动模态,并对泵膜—流体耦合振动过程进行了理论分析,得出了耦合振动方程的近似解析解。在此基础上,利用PATRAN软件得出了不同阻尼系数,不同驱动力以及不同固有频率下的泵膜产生的位移、速度和泵流量的变化规律。应用FLUENT有限元流固间接耦合分析建立无阀微泵三维流场模型,得出泵腔内压力云图和速度矢量图,从而较为全面的认识了无阀微泵系统的流动特性。研究成果为压电驱动无阀微泵结构设计提供了理论依据,对于微泵结构的合理化设计具有重要的参考价值。
耿照新[6]（2007）在《基于MEMS技术的微阀和微泵的设计与研制》文中提出微电子机械系统（MEMS）具有很广阔的应用前景，是微电子技术的重要发展方向之一。其中，微泵和微阀作为微流量控制系统中的核心控制元件，在药物输送、DNA合成、微量流体供给和精确控制、芯片冷却系统、微透析、微推进和微型卫星等领域都有着广泛的应用前景，已经成为MEMS研究的热点之一。本论文对当前国内外微机械的发展状况，尤其是微机械制造技术和微型泵、阀的研究做了较为全面的总结。结合国内外的研究进展和国内的技术条件，以及国内目前的应用需求，确定了本论文的主要目标为完成微泵与微阀的设计、优化与制造，同时也研究相关工艺、测试方法和理论，建立了相应的分析模型。本论文首先对两种类型的微阀特性进行了深入的研究。从降低阀片的开启压力、微阀门的封装对准精度和有效地实现了微阀的流向控制要求出发，对悬臂梁阀片和具有四个折叠梁阀臂的阀片进行了理论分析。在此基础上，优化并制作出阀片、阀座和阀孔，通过反复实验确定了SU-8胶阀片的工艺参数，测试了两种不同类型微阀的过流特性，悬臂梁微阀和具有四个折叠梁阀臂的微阀的正向过流能力分别大于5.78ml／min和7 ml／min，反向泄漏分别小于21μL／min和10μl／min。结合对理论分析中影响微泵性能的诸多因素，制作了四种不同规格微泵。并以气体和液体为工作介质进行了相关的性能测试实验研究。泵腔高度对微泵的输出能力影响很大，存在最佳的腔体高度使其输出能力最大。阀片的尺寸和厚度、阀孔的尺寸和位置、泵阀座高度和泵膜的厚度都是影响有阀微泵的输出能力的主要因素，同时也影响到微泵系统的最佳工作频率。从理论和实验的基础上研究了气泡对微泵的影响，微泵抗气泡干扰的能力在一程度上取决于微泵泵腔死体积、出入管的体积、泵膜的变形和工作介质。本文所研制四种结构微泵采用双层压电梁驱动，单面驱动，简化了微泵的结构，便于封装。其中圆形泵腔和泵膜可以有效地防止应力集中，减小清洗难度，可以有效地阻止气泡的存留。其中DF-ZX07-03D型微泵输送液体时的最大流量为6.7ml／min，最大背压达到16.9KPa，流量控制精度优于1μl／min。
王蔚[7]（2007）在《MEMS兼容压电厚膜驱动技术》文中研究表明微驱动技术是研制MEMS执行器的核心技术。MEMS兼容PZT压电厚膜驱动技术是很有发展前景的微驱动技术。论文对PZT压电厚膜制备工艺;硅基PZT厚膜元件压电驱动特性的测试技术;硅基PZT厚膜压电驱动结构的优化设计;以及PZT压电厚膜驱动无阀微泵的兼容工艺做了深入地理论与实验研究。基于丝网印刷工艺实验研究了硅基PZT厚膜的成型技术,提出的退火套印方法可提高PZT厚膜的致密度。采用扫描电子显微镜及能谱分析仪对制备的PZT厚膜的成分,结构,及PZT与硅衬底间的互扩散现象等做了测试、分析,优化了硅基丝网印刷PZT压电厚膜工艺,将PZT厚膜的烧结（多晶化）温度最低降至800℃。采用氧化、光刻、硅深刻蚀等MEMS技术和丝网印刷工艺制备了双杯硅基PZT压电厚膜驱动结构,和分布式硅基PZT压电厚膜驱动结构。这两种硅基PZT压电厚膜结构适合作为MEMS执行器的片内驱动机构,解决了压电厚膜驱动技术与MEMS技术兼容性差的问题。在系统分析了现有压电材料、元件的压电驱动特性表征方法基础之上,提出可用压电常数d31′来表征硅基压电厚膜元件的压电驱动特性。搭建了悬臂梁光学法测量系统,测量了硅基PZT厚膜元件的压电驱动特性常数,d31′为-77.4×10-12m/V。用浮力法测量得到PZT厚膜的体积密度为3592 kg/m3。测试结果表明:研制的硅基PZT厚膜元件具有一定的压电驱动特性,丝网印刷PZT厚膜的体积密度较低。该测量技术也可用于其它压电厚膜元件的测试研究中。采用有限元分析软件ANSYS对硅基PZT压电厚膜驱动结构进行了优化设计。比较了硅基压电厚膜和铜基压电陶瓷的静态形变、模态频率特性;优化了双杯硅基压电厚膜元件的结构参数;分析了膜片形状、结构,PZT厚膜在硅基片上的位置、分布等对硅基PZT压电厚膜的静态、模态驱动作用的影响。模拟得到的优化结构参数为硅基PZT压电厚膜驱动结构在微执行器中的应用提供了有价值的参考数据。基于宏观流体力学的孔口出流现象,设计了一种结构简单的新型PZT厚膜驱动无阀微泵。该泵采用双杯硅基压电厚膜作为驱动元件,在驱动元件上加载非对称三角波时,微泵的入/出口沟道代替有阀微泵的进/出口单向阀门,可实现对微流体的整流。微泵制作工艺主要有:氧化,双面光刻,硅深刻蚀,静电键合,电化学打孔等MEMS技术和丝网印刷PZT厚膜工艺。经初步测试微泵具有泵送特性。微泵研制工作表明丝网印刷PZT厚膜工艺与微泵制作工艺兼容,实现了PZT厚膜在微执行器中的应用。另外,采用压电陶瓷片作为驱动元件对该无阀微泵性能进行了测试,结果表明微泵具有良好的泵送特性。对流体在入/出口微沟道构成的薄/厚壁孔口中流动特性的分析具有理论意义。
赵全亮[8]（2006）在《PZT驱动的微泵研制及特性分析》文中研究指明本文设计制作了一种PZT驱动的无阀型微泵，其无阀型单向阀是由一对等腰三角形截面的扩散／收缩管组成。通过计算机软件IntelliSuite对制作工艺的模拟，确定了无阀型微泵驱动腔和扩散／收缩管微阀的制作方案。采用MEMS工艺制作出所设计的部件并组装完成微泵样机。微泵的性能测试和静态过流实验表明，当施以8000Hz的250V方波电压时，最大流量为12μL／min，最大背压为578Pa。同时，运用CFD软件对整个微泵静态分析的结果与实验结果比较，验证了模型的可靠性，并运用此模拟方法分析了扩散管的角度、长度和最小口宽度分别对扩散管压力损失系数和扩散管整流效率的影响，优化了无阀型单向阀扩散／收缩管的结构参数，对进一步提升微泵的性能奠定了基础。
张文彦,江雷,奚正平[9]（2006）在《基于MEMS的TiNi形状记忆合金薄膜研究进展》文中研究指明系统论述了近年来TiNi形状记忆合金（SMA）薄膜在MEMS技术中的应用研究。主要从该材料的特点在MEMS中的应用原理、制备技术方面进行了论述;探讨了MEMS技术中TiNi合金应用的关键技术、存在问题及发展前景。
袁振宇[10]（2006）在《NiTi形状记忆合金薄膜在MEMS中应用的相关基础研究》文中提出NiTi形状记忆合金由于具有出色的形状记忆效应（SME）和超弹性（SE）效应而倍受人们关注。因其具有可恢复应变大、输出应力高、驱动电压低、生物相容性好等显着优点, NiTi薄膜已成为MEMS微驱动器中最具应用潜力的驱动方式之一。但是为了实现器件的实用化,有些相关基础问题尚需研究。本文首先通过室温溅射方法制备了NiTi薄膜,并采用电阻温度曲线、拉伸、鼓气、纳米压痕等多种分析方法,对近等原子比NiTi薄膜的超弹性特性进行了研究。结果表明:拉伸法,鼓气法和压痕法均能较为直观地表达出各种状态下薄膜的超弹性特性和相应的力学参数,其中鼓气法由于受力状态与实际应用中的薄膜最为相近,因此可以真实地反映驱动器薄膜的力学性能。其次讨论了NiTi薄膜的热相变特性。结果表明:原位晶化可以直接获得具有相变特性的晶化薄膜,从而避免了高温热处理带来的不利影响,并简化了工艺。通过控制溅射工艺可获得具有不同相变特性的SMA薄膜,本文中应用于微器件的最佳制备工艺为:原位加热300℃,溅射功率200w,Ar压力6×10-4Torr。在采用XRD和极图分析方法讨论了薄膜中织构的形成及影响因素后,本文还用Matlab软件计算了薄膜的相变应变,并结合实际情况进行了算法改进。织构分析表明:原位晶化制得的薄膜具有较强的A（110）织构,适当的基板温度、较低的溅射功率和Ar压力可以得到强织构;对多晶相变应变的理论计算表明（110）强织构应变要大于弱织构,而完全无织构的薄膜应变又大于有织构的样品,并且沿宏观不同受力方向的应变各不相同。由于在薄膜制备过程中织构的出现是不可避免的,因此加工薄膜时很有必要进行织构的控制。本文利用ANSYS有限元分析软件对SME器件桥结构进行了驱动过程的分析与仿真,并研究了薄膜内部应力的分布情况。模拟结果表明:薄膜从高温冷却到室温时界面的热应力大小为169Mpa,并在沿厚度方向存在应力梯度,且A状态和M状态沿三维方向的应力分布不同。该热应力的变化是影响薄膜驱动效果的主要因素。最后,利用上述的研究结果和MEMS加工技术制备了形状记忆合金微温度开关,达到了良好的实际效果。结果表明:单层的NiTi桥结构的挠度比起NiTi/Si复合结构的挠度大大增加,最高的可回复应变为0.5%;MEMS热开关的工作区间在20℃～70℃之间,经多次升温和降温后器件的工作状态趋于稳定,热滞在15℃左右。
二、形状记忆合金/硅复合膜驱动的微泵（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、形状记忆合金/硅复合膜驱动的微泵（论文提纲范文）
（1）形状记忆合金驱动的核酸提取微流控系统研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题来源及研究背景和意义 |
| 1.1.1 课题来源 |
| 1.1.2 研究背景和意义 |
| 1.2 国内外研究现状及分析 |
| 1.2.1 微流控系统驱动方式的研究现状 |
| 1.2.2 基于微流控技术的生物实验装置的研究及现状 |
| 1.2.3 形状记忆合金驱动的研究及现状 |
| 1.2.4 微流控芯片制备研究现状 |
| 1.3 本文研究内容 |
| 第2章 SMA驱动的微流控系统结构及数学模型 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 基于SMA驱动的微流控系统结构 |
| 2.2.1 磁珠法提取核酸的原理及流程 |
| 2.2.2 微流控系统整体的搭建 |
| 2.3 核酸提取微流控芯片的设计与封装 |
| 2.3.1 微流控芯片的设计及原理 |
| 2.3.2 微流控芯片的制备 |
| 2.4 基于SMA的试剂驱动模块的设计与制备 |
| 2.4.1 试剂驱动模块原理 |
| 2.4.2 SMA材料的选取与研究 |
| 2.4.3 试剂驱动模块的制备与封装 |
| 2.5 温控系统设计及组成 |
| 2.6 SMA驱动模块动力学数学模型 |
| 2.6.1 双程形状记忆合金弹簧动力学模型 |
| 2.6.2 微流控系统流道阻力数学模型 |
| 2.6.3 PDMS隔膜回复力数学模型 |
| 2.7 SMA驱动模块热力学数学模型 |
| 2.8 本章小结 |
| 第3章 SMA驱动的核酸提取微流控系统仿真研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 微流控芯片的热力学仿真 |
| 3.2.1 ANSYS环境有限元单元划分及网格的建立 |
| 3.2.2 微流控芯片稳态热力学仿真 |
| 3.2.3 微流控芯片瞬态热力学仿真 |
| 3.3 SMA弹簧的热力学及驱动特性仿真研究 |
| 3.3.1 SMA弹簧的电-热-结构多场耦合模型的建立 |
| 3.3.2 SMA弹簧瞬态热力学仿真 |
| 3.3.3 SMA弹簧温度与马氏体比例关系 |
| 3.3.4 SMA弹簧驱动力、应力与位移特性 |
| 3.4 试剂驱动模块的仿真研究 |
| 3.4.1 PDMS驱动隔膜的仿真研究 |
| 3.4.2 试剂腔流场特性仿真 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 SMA驱动的核酸提取微流控系统试验研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 温控系统的标定与测试 |
| 4.2.1 ITO传感器的测试与标定 |
| 4.2.2 微流控芯片的温控系统试验 |
| 4.3 微流控系统核酸提取流程模拟试验 |
| 4.3.1 形状记忆合金温度控制实验 |
| 4.3.2 核酸提取微流控系统的实物制备与搭建 |
| 4.3.3 核酸提取试验过程及结果 |
| 4.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间发表的学术论文 |
| 致谢 |
（2）基于电渗驱动的微型电化学分析系统研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 电化学分析系统及其微型化技术 |
| 1.2.1 微流体检测传感器 |
| 1.2.2 基于LAPS的微型电化学分析系统 |
| 1.2.3 微流体驱动系统 |
| 1.3 微型电化学分析系统的研究现状 |
| 1.3.1 检测传感器的微系统化研究现状 |
| 1.3.2 LAPS的噪声抑制研究现状 |
| 1.3.3 流体驱动系统的微型化研究现状 |
| 1.4 微型电化学分析系统现存的问题 |
| 1.5 基于电渗驱动的微型电化学分析系统 |
| 1.6 主要内容与安排 |
| 2 微型电化学分析系统的机理分析与方案设计 |
| 2.1 LAPS机理分析与方案设计 |
| 2.1.1 基本结构 |
| 2.1.2 交变光电流产生机制 |
| 2.1.3 pH响应 |
| 2.1.4 pH检测方法 |
| 2.1.5 微型电化学系统的LAPS设计方案 |
| 2.2 电渗微泵机理分析与方案设计 |
| 2.2.1 界面电荷的来源 |
| 2.2.2 动电现象 |
| 2.2.3 双电层 |
| 2.2.4 Zeta电势 |
| 2.2.5 电渗流的产生机理 |
| 2.2.6 微型电化学系统的电渗微泵设计方案 |
| 2.3 小结 |
| 3 微型电化学分析系统的制备工艺研究 |
| 3.1 LAPS的制备工艺研究 |
| 3.2 电渗微泵的制备工艺研究 |
| 3.2.1 微通道阳模制作工艺 |
| 3.2.2 微通道制作工艺 |
| 3.2.3 电极制作工艺 |
| 3.2.4 等离子键合工艺 |
| 3.2.5 微通道表面亲水化处理工艺 |
| 3.3 小结 |
| 4 基于电渗驱动的微型电化学分析系统的研究 |
| 4.1 基于电渗驱动的微型电化学分析系统 |
| 4.1.1 基于LAPS的电化学分析系统存在的问题 |
| 4.1.2 基于电渗驱动的微型电化学分析系统的提出 |
| 4.1.3 微型电化学分析系统的制备 |
| 4.1.4 微液滴的产生方法 |
| 4.1.5 微液滴的LAPS检测机制 |
| 4.2 实验结果与分析 |
| 4.2.1 LAPS的 I/V特性分析 |
| 4.2.2 LAPS表面的电渗流现象 |
| 4.2.3 电渗流的流量计算 |
| 4.2.4 微液滴的产生和泵送 |
| 4.2.5 微液滴的LAPS分析 |
| 4.3 小结 |
| 5 气泡协助-电渗微泵技术及其微系统化研究 |
| 5.1 气泡协助-电渗微泵 |
| 5.1.1 气泡协助-电渗微泵的提出 |
| 5.1.2 气泡协助-电渗微泵的基本结构 |
| 5.1.3 气泡协助-电渗微泵的机理分析 |
| 5.1.4 气泡协助-电渗微泵的等效电路 |
| 5.2 微型电化学分析系统 |
| 5.2.1 微型电化学分析系统的基本结构 |
| 5.2.2 微型电化学分析系统的工作原理 |
| 5.2.3 微型电化学分析系统的制备 |
| 5.3 电渗流可视化分析系统 |
| 5.3.1 驱动电压产生与极性切换 |
| 5.3.2 电渗流的可视化分析 |
| 5.4 结果与讨论 |
| 5.4.1 气泡/薄膜水层的产生 |
| 5.4.2 气泡/薄膜水层的电阻特性研究 |
| 5.4.3 电渗流的产生 |
| 5.4.4 电渗流的LAPS分析 |
| 5.4.5 微液滴的产生 |
| 5.4.6 微液滴的LAPS分析 |
| 5.5 小结 |
| 6 LAPS信号的噪声抑制研究 |
| 6.1 基于小波变换的LAPS信号降噪方法的提出 |
| 6.2 LAPS检测系统 |
| 6.2.1 LAPS的制备与封装 |
| 6.2.2 光源驱动电路 |
| 6.2.3 法拉第屏蔽箱 |
| 6.2.4 跨阻放大电路 |
| 6.2.5 LAPS信号读取 |
| 6.3 小波变换原理 |
| 6.4 LAPS信号的小波变换的结果与讨论 |
| 6.4.1 小波变换分解结果 |
| 6.4.2 小波变换去噪结果 |
| 6.4.3 去噪效果评价指标 |
| 6.4.4 去噪效果比较与讨论 |
| 6.5 小结 |
| 7 总结与展望 |
| 7.1 主要研究工作及成果 |
| 7.2 未来工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间发表的学术论文和参加的国际会议 |
（3）记忆合金/Si复合膜驱动性能的力学建模与仿真（论文提纲范文）
| 1 SMA薄膜/Si基片复合结构的力学建模 |
| 1.1 静力学关系 |
| 1.2 几何关系 |
| 1.3 物理关系 |
| 1.4 SMA薄膜的相变运动关系 |
| 2 数值模拟计算 |
| 3 结果与分析 |
| 4 结 语 |
（4）记忆合金/硅复合膜用作微驱动元件时的驱动性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 微机电系统的概述 |
| 1.1.1 微机电系统的发展状况 |
| 1.1.2 微驱动器的驱动方式 |
| 1.2 形状记忆合金用作微驱动器的发展状况 |
| 1.2.1 SMA 在微驱动器的应用 |
| 1.2.2 SMA 薄膜用作微驱动器的应用实例 |
| 1.2.3 SMA 驱动原理 |
| 1.3 本文研究的意义及主要内容 |
| 1.3.1 本文研究的意义 |
| 1.3.2 本文研究的主要内容 |
| 2 形状记忆合金特性介绍 |
| 2.1 形状记忆合金简介 |
| 2.2 形状记忆合金的特性 |
| 2.2.1 形状记忆效应(SME) |
| 2.2.2 超弹性(PE) |
| 2.2.3 其他特性 |
| 2.3 小结 |
| 3 记忆合金薄膜单轴拉伸行为的数值模拟 |
| 3.1 Liang-Rogers 模型介绍 |
| 3.1.1 Liang-Rogers 本构模型的推导 |
| 3.1.2 相变运动方程的研究 |
| 3.2 验证Liang-Rogers 模型在SMA 薄膜领域的适用性 |
| 3.2.1 MATLAB 程序的验证 |
| 3.2.2 不同温度，不同成分影响下的SMA 薄膜热机行为的数值模拟验证 |
| 3.2.2.1 不同成分的SMA 薄膜在同一操作温度下超弹性拉伸应力应变曲线模拟 |
| 3.2.2.2 不同温度的SMA 薄膜的数值模拟验证 |
| 3.3 小结 |
| 4 记忆合金/Si 复合膜驱动性能的力学建模与仿真 |
| 4.1 SMA 薄膜/Si 基片耦合结构的力学建模 |
| 4.2 数值模拟计算思想 |
| 4.3 数值模拟结果及驱动分析 |
| 4.4 小结 |
| 全文总结与展望 |
| 主要结论 |
| 本文的主要创新点 |
| 展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 致谢 |
| 攻读硕士学位期间发表的学术论文 |
（5）无阀微泵结构优化与仿真研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 目录 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 微泵技术发展概况 |
| 1.3 微泵技术存在的问题及发展趋势 |
| 1.4 本论文主要的研究内容 |
| 第二章 无阀微泵扩散管/收缩管分析 |
| 2.1 扩散管/收缩管的流体理论分析 |
| 2.2 扩散管/收缩管的流动特性分析 |
| 2.3 扩散管/收缩管仿真对比分析 |
| 2.4 角度、长度和宽度优化对瞬时流量和效率的影响 |
| 第三章 无阀微泵泵膜仿真分析 |
| 3.1 压电片的工作原理 |
| 3.2 无阀压电微泵泵膜的模态分析 |
| 3.3 无阀微泵振动薄膜与流体之间的固液耦合分析 |
| 3.4 泵膜的频率响应分析 |
| 第四章 无阀微泵泵腔流场仿真分析 |
| 4.1 无阀微泵的工作原理 |
| 4.2 无阀微泵的流量理论分析 |
| 4.3 有限元建模及网格划分 |
| 4.4 泵腔流场有限元仿真后处理分析 |
| 结论 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
（6）基于MEMS技术的微阀和微泵的设计与研制（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 引言 |
| 1.1 MEMS技术的研究进展 |
| 1.1.1 MEMS简介 |
| 1.1.2 MEMS发展状况 |
| 1.1.3 MEMS加工工艺 |
| 1.1.4 MEMS技术的特点 |
| 1.1.5 MEMS研究方向 |
| 1.2 微泵与微阀研究的意义 |
| 1.2.1 微流控系统 |
| 1.2.2 微泵 |
| 1.2.3 微阀 |
| 1.3 微泵的研究现状 |
| 1.3.1 压电微泵 |
| 1.3.1.1 压电片式有阀微泵 |
| 1.3.1.2 压电堆式有阀微泵 |
| 1.3.1.3 往复式无阀压电微泵 |
| 1.3.2 热气致动微泵 |
| 1.3.3 双金属致动微泵 |
| 1.3.4 形状记忆合金微泵 |
| 1.3.5 静电微泵 |
| 1.3.6 电磁微泵 |
| 1.3.7 非机械式微泵 |
| 1.3.7.1 电渗泵 |
| 1.3.7.2 基于粘性的微泵 |
| 1.4 微阀的研究现状 |
| 1.4.1 主动式微阀 |
| 1.4.2 被动式微阀 |
| 1.5 本论文的主要目标和任务 |
| 1.5.1 理论模型与分析 |
| 1.5.2 微泵与微阀的设计与研制 |
| 1.5.3 微泵与微阀的性能测试 |
| 本章参考文献 |
| 第二章 被动式微型阀的特性研究 |
| 2.1 微型阀的设计思路与微量流体理论 |
| 2.1.1 微阀的设计思路 |
| 2.1.2 微阀材料的选取 |
| 2.1.3 微量流体的运动分析 |
| 2.1.3.1 尺寸效应 |
| 2.1.3.2 微量流体运动的流态 |
| 2.1.3.3 表面张力对微量流体的影响 |
| 2.1.3.4 挤压板间液体的阻尼分析 |
| 2.2 微阀的设计 |
| 2.2.1 对微阀性能的要求 |
| 2.2.2 悬臂梁微型阀的设计 |
| 2.2.2.1 悬臂梁微型阀的结构与工作原理 |
| 2.2.2.2 悬臂梁微型阀振动理论分析 |
| 2.2.2.3 悬臂梁阀片的有限元分析 |
| 2.2.2.4 流体中悬臂梁微阀的动态分析 |
| 2.2.3 具有阀臂微型阀的设计 |
| 2.2.3.1 具有阀臂微型阀的结构类型 |
| 2.2.3.2 具有阀臂微型阀的有限元分析 |
| 2.2.3.3 具有阀臂微型阀的理论分析 |
| 2.2.3.4 具有阀臂微型阀在阻尼作用下的一阶模态分析 |
| 2.2.3.5 折叠弹性梁微型阀过流特性分析 |
| 2.3 微型阀片的加工 |
| 2.3.1 悬臂梁微型阀与具有折叠阀臂的微型阀加工工艺 |
| 2.3.2 测试微型阀过流特性的装配工艺 |
| 2.4 微型阀的性能测试 |
| 2.4.1 微型阀性能测试实验装置 |
| 2.4.2 两种微型阀的正向和反向过流特性分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 本章参考文献 |
| 第三章 微泵的设计理论与研制 |
| 3.1 气液两用微泵的设计思路 |
| 3.2 矩形板的振动理论分析 |
| 3.2.1 矩形板的小挠度理论分析 |
| 3.2.2 等厚矩形薄板方板承受均布载荷的大挠度理论分析 |
| 3.2.3 等厚薄板的极限强度 |
| 3.3 圆板的振动理论分析 |
| 3.3.1 圆板的小挠度理论分析 |
| 3.3.2 圆板的大挠度理论分析 |
| 3.4 泵膜材料选取 |
| 3.5 泵膜的数值分析 |
| 3.5.1 泵膜的模态分析 |
| 3.5.2 泵膜的静态分析 |
| 3.6 驱动器的理论分析 |
| 3.6.1 驱动方式的选取 |
| 3.6.2 压电双晶片的分析 |
| 3.7 微泵的流体分析 |
| 3.8 微泵的耦合场分析 |
| 3.9 泵膜与泵体的工艺 |
| 3.9.1 PDMS泵膜的加工 |
| 3.9.2 微泵泵体的加工工艺 |
| 3.9.2.1 单主动阀微泵的工艺 |
| 3.9.2.2 单主动阀与被动阀相结合微泵(DF-ZX07-03)的工艺 |
| 3.9.2.3 夹心式两被动止回阀微泵(DF-ZX07-04)的工艺 |
| 3.10 本章小结 |
| 本章参考文献 |
| 第四章 微泵的性能测试 |
| 4.1 微型泵的性能测试 |
| 4.1.1 微流量液体的测量实验装置 |
| 4.1.2 单主动阀与锥形管结构相结合微泵的性能测试 |
| 4.1.3 单主动阀与直口结构相结合微泵的性能测试 |
| 4.1.4 主动阀与被动阀相结合微泵的性能测试 |
| 4.1.5 夹心式双被动阀微泵的性能测试 |
| 4.1.6 微型泵输送气体的性能试验 |
| 4.1.7 微型泵气泡容差的测量 |
| 4.2 影响微泵性能的因素 |
| 4.2.1 微阀对微泵性能的影响 |
| 4.2.2 阀口对微泵性能的影响 |
| 4.3 本章小结 |
| 本章参考文献 |
| 第五章 结论 |
| 5.1 博士期间所做的研究工作及取得的研究成果 |
| 5.2 本论文工作的创新 |
| 5.3 问题和展望 |
| 附录 |
| 致谢 |
（7）MEMS兼容压电厚膜驱动技术（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 MEMS 驱动方式的特点、现状 |
| 1.2.1 静电驱动 |
| 1.2.2 静磁驱动 |
| 1.2.3 热驱动 |
| 1.2.4 形状记忆合金驱动 |
| 1.2.5 磁致伸缩驱动 |
| 1.2.6 压电驱动 |
| 1.3 MEMS 中压电驱动的研究进展与分析 |
| 1.3.1 压电体的压电效应 |
| 1.3.2 压电驱动机构在微执行器上的应用 |
| 1.3.3 压电驱动结构的特点与分析 |
| 1.3.4 压电厚膜的研究现状分析 |
| 1.4 PZT 的丝网印刷和MEMS 兼容性研究现状 |
| 1.4.1 丝网印刷工艺方法 |
| 1.4.2 MEMS 兼容性 |
| 1.5 论文工作意义及主要内容 |
| 第2章 硅基PZT 压电厚膜兼容工艺研究 |
| 2.1 PZT 的压电效应 |
| 2.1.1 PZT 结构特性 |
| 2.1.2 组成成分对压电性能的影响 |
| 2.1.3 微观结构对压电性能的影响 |
| 2.2 丝网印刷PZT 的工艺研究 |
| 2.2.1 PZT 浆料配制 |
| 2.2.2 弹性基片的制备 |
| 2.2.3 下电极材料选取与制备 |
| 2.2.4 印刷PZT |
| 2.2.5 烧结 |
| 2.2.6 被上电极 |
| 2.2.7 极化 |
| 2.3 PZT 厚膜的低温烧结 |
| 2.3.1 低温烧结方案分析 |
| 2.3.2 烧结结果和分析 |
| 2.3.3 PZT 厚膜烧结对成分的影响 |
| 2.4 MEMS 兼容性研究 |
| 2.4.1 互扩散现象 |
| 2.4.2 双杯硅基PZT 厚膜驱动结构的兼容工艺 |
| 2.4.3 分布式PZT 厚膜驱动结构 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 PZT 压电厚膜性能测试方法研究 |
| 3.1 压电性能的测试 |
| 3.1.1 压电常数d31 测试技术现状 |
| 3.1.2 硅基PZT 厚膜压电驱动特性的测试 |
| 3.2 PZT 厚膜体积密度测量 |
| 3.2.1 测量原理 |
| 3.2.2 测量及结果分析 |
| 3.3 本章小结 |
| 第4章 厚膜压电元件结构优化设计 |
| 4.1 厚膜压电元件优化设计方法研究 |
| 4.1.1 压电陶瓷片驱动结构的模拟分析现状 |
| 4.1.2 压电薄膜驱动结构的模拟分析现状 |
| 4.1.3 压电厚膜驱动结构及模拟方法的确定 |
| 4.2 压电厚膜驱动膜片分析 |
| 4.2.1 压电方程和材料参数 |
| 4.2.2 压电膜片静态分析 |
| 4.2.3 压电膜片模态分析 |
| 4.2.4 膜片形状对驱动作用的影响 |
| 4.3 分布式硅基压电厚膜的分析 |
| 4.4 双杯硅基压电厚膜的分析 |
| 4.4.1 静态分析 |
| 4.4.2 模态分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 PZT 压电厚膜驱动无阀微泵 |
| 5.1 微泵的MEMS 兼容性分析 |
| 5.1.1 微泵研究现状 |
| 5.1.2 微泵结构及工艺分析 |
| 5.2 微泵设计 |
| 5.2.1 流体力学基础 |
| 5.2.2 微泵设计 |
| 5.2.3 工作机理 |
| 5.3 制作工艺 |
| 5.3.1 泵体芯片工艺 |
| 5.3.2 PZT 压电厚膜印制 |
| 5.3.3 微泵的装配工艺 |
| 5.4 测试及结果讨论 |
| 5.4.1 电压源准备 |
| 5.4.2 测试方法 |
| 5.4.3 测试结果讨论 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间所发表的学术论文 |
| 攻读博士学位期间申请专利 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（8）PZT驱动的微泵研制及特性分析（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| Abstract |
| 第1章 引言 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.1.1 MEMS和微系统 |
| 1.1.2 微泵 |
| 1.2 国内外同类课题研究现状 |
| 1.2.1 有阀型微泵 |
| 1.2.2 无阀型微泵 |
| 1.2.3 扩散/收缩管 |
| 1.3 微泵的未来发展趋势 |
| 1.4 本课题的意义和主要研究工作 |
| 1.5 小结 |
| 第2章 无阀型微泵的基本结构、工作原理 |
| 2.1 无阀型微泵的基本结构 |
| 2.2 无阀型微泵的工作原理 |
| 2.2.1 压电片的工作原理 |
| 2.2.2 扩散/收缩管的流体理论分析 |
| 2.3 小结 |
| 第3章 无阀型微泵的计算机工艺模拟和制备工艺 |
| 3.1 计算机工艺模拟 |
| 3.1.1 IntelliSuite结构体系 |
| 3.1.2 无阀型微泵的工艺流程模拟 |
| 3.1.3 扩散/收缩管的腐蚀模拟 |
| 3.2 无阀型微泵的制备工艺 |
| 3.3 小结 |
| 第4章 无阀型微泵的实验过程及结果分析 |
| 4.1 无阀型微泵的动态性能测试 |
| 4.1.1 频率与流量之间的关系 |
| 4.1.2 电压与流量之间的关系 |
| 4.2 无阀型微泵静态性能测试及计算机模拟性能分析 |
| 4.2.1 无阀型微泵的静态性能测试 |
| 4.2.2 无阀型微泵的计算机模拟性能分析 |
| 4.3 小结 |
| 结论 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间发表的学术论文 |
| 参考文献 |
| 独创性声明 |
| 学位论文版权使用授权书 |
（10）NiTi形状记忆合金薄膜在MEMS中应用的相关基础研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 NiTi 合金的相变特性及物理性能 |
| 1.2.1 NiTi 合金的M 相变 |
| 1.2.2 NiTi 合金的相变类型 |
| 1.2.2.1 温度诱发M 相变 |
| 1.2.2.2 应力诱发马氏体相变 |
| 1.2.3 NiTi 合金的物理性能 |
| 1.3 NiTi 薄膜的制备方法及其影响规律 |
| 1.3.1 NiTi 基薄膜的制备流程 |
| 1.3.1.1 薄膜的制备方法 |
| 1.3.1.2 NiTi 基薄膜的图形化 |
| 1.3.1.3 NiTi 基薄膜的晶化工艺 |
| 1.3.2 SMA 薄膜性能与材料及制备工艺的关系 |
| 1.3.2.1 化学成份对NiTi 基薄膜性能的影响 |
| 1.3.2.2 溅射工艺对NiTi 薄膜性能的影响 |
| 1.3.3 NiTi 薄膜中的织构 |
| 1.3.4 SMA 薄膜与基片间的界面与残余应力 |
| 1.4 NiTi 形状记忆合金在MEMS 中的应用 |
| 1.4.1 MEMS 系统概述 |
| 1.4.2 SMA 在MEMS 中的应用 |
| 1.4.2.1 SMA 在微传感器中的应用 |
| 1.4.2.2 SMA 在微执行器中的应用 |
| 1.5 本文的研究意义及内容 |
| 第二章 NiTi 薄膜的超弹性特性 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 超弹性的理论模型 |
| 2.3 实验方法 |
| 2.3.1 SMA 薄膜的制备 |
| 2.3.1.1 SMA 薄膜的溅射沉积 |
| 2.3.2.2 NiTi 薄膜的晶化 |
| 2.3.2 力学测试方法 |
| 2.4 实验结果与讨论 |
| 2.4.1 薄膜的相变特性 |
| 2.4.2 拉伸实验 |
| 2.4.3 鼓气实验 |
| 2.4.3.1 鼓气法的实验原理 |
| 2.4.3.2 实验结果 |
| 2.4.4 压痕实验 |
| 2.4.4.1 压痕法的实验原理 |
| 2.4.4.2 实验结果 |
| 2.4.5 实验结果分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 原位加热NiTi 薄膜的热相变特性 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 NiTi 基薄膜的制备工艺 |
| 3.3 薄膜性能的分析方法 |
| 3.4 NiTi 薄膜的相变特性分析 |
| 3.4.1 基板温度的影响 |
| 3.4.1.1 薄膜相变特性的变化 |
| 3.4.1.2 薄膜中的织构 |
| 3.4.2 溅射功率的影响 |
| 3.4.3 溅射气压的影响 |
| 3.4.4 靶材Ti 含量的影响 |
| 3.4.5 退火温度的影响 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 NiTi 薄膜中的织构及相变应变的计算 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 NiTi 薄膜织构的形成过程 |
| 4.2.1 成膜过程 |
| 4.2.1.1 连续薄膜的形成 |
| 4.2.1.2 连续薄膜的生长 |
| 4.2.2 溅射成膜时的织构模型 |
| 4.2.3 薄膜的表面与界面 |
| 4.2.3.1 薄膜的表面 |
| 4.2.3.2 膜基界面 |
| 4.2.4 薄膜中的内应力 |
| 4.2.4.1 本征应力 |
| 4.2.4.2 热应力 |
| 4.3 制备工艺对薄膜织构的影响 |
| 4.3.1 基板温度的影响 |
| 4.3.2 溅射功率的影响 |
| 4.3.3 溅射气压的影响 |
| 4.3.4 部分样品的极图测试 |
| 4.4 薄膜的相变应变计算 |
| 4.4.1 理论模型 |
| 4.4.1.1 Bain 应变 |
| 4.4.1.2 NiTi 马氏体相变的惯习面 |
| 4.4.1.3 应力诱发马氏体相变的Schmidt因子[5] |
| 4.4.1.4 晶格变形理论(Latice Deformation-LD 理论) |
| 4.4.1.5 相变应变与位向的关系 |
| 4.4.1.6 算法实现 |
| 4.4.2 多晶体的变形特点 |
| 4.4.3 多晶应变理论模型介绍及改进 |
| 4.4.3.1 取向分布函数（ODF）简介 |
| 4.4.3.2 多晶体变形模型 |
| 4.4.3.3 NiTi 多晶相变应变模拟 |
| 4.4.4 多晶相变应变模型的改进 |
| 4.4.4.1 多最值平均算法 |
| 4.4.4.2 考虑晶界及取向影响的算法 |
| 4.4.4.3 考虑受力方向的算法 |
| 4.4.4.4 各种计算方法的比较 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 NiTi/Si 复合膜驱动原理及有限元分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 形状记忆效应与双金属效应的比较 |
| 5.3 NiTi/Si 复合膜驱动原理 |
| 5.3.1 理论模型 |
| 5.3.2 NiTi/Si 复合驱动膜变形过程 |
| 5.4 基于温度开关变形膜驱动特性的ANSYS 模拟 |
| 5.4.1 实体模型的建立 |
| 5.4.2 材料参数的选用 |
| 5.4.3 实体模型的网格化 |
| 5.4.4 施加边界条件及载荷 |
| 5.4.5 求解 |
| 5.5 数据后处理 |
| 5.5.1 驱动膜几何尺寸的影响 |
| 5.5.1.1 厚度比的影响 |
| 5.5.1.2 驱动膜长度的影响 |
| 5.5.1.3 驱动膜宽度的影响 |
| 5.5.2 薄膜应力分析 |
| 5.5.2.1 复合膜的挠度 |
| 5.5.2.2 复合膜的应力分布 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 MEMS 温度开关的制备及其测试 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 温度开关的工作原理 |
| 6.3 温度开关的制备流程 |
| 6.3.1 驱动部分的制备 |
| 6.3.2 基底的制备 |
| 6.3.3 温度开关的组装 |
| 6.4 器件性能测试 |
| 6.4.1 驱动部分位移的测量 |
| 6.4.1.1 NiTi/Si 复合结构挠度的测量 |
| 6.4.1.2 单层NiTi 桥结构挠度的测量 |
| 6.4.2 单层NiTi 桥结构变形分析 |
| 6.4.3 开关的响应温度范围及灵敏度 |
| 6.5 本章小结 |
| 第七章 结束语 |
| 7.1 本文的主要结论 |
| 7.2 本文的创新点 |
| 7.3 对下一阶段研究的设想 |
| 附录 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间发表的论文 |
四、形状记忆合金/硅复合膜驱动的微泵（论文参考文献）
- [1]形状记忆合金驱动的核酸提取微流控系统研究[D]. 吕斯宁. 哈尔滨工业大学, 2021
- [2]基于电渗驱动的微型电化学分析系统研究[D]. 李学亮. 西北工业大学, 2018
- [3]记忆合金/Si复合膜驱动性能的力学建模与仿真[J]. 孙双双,董静. 上海交通大学学报, 2010(08)
- [4]记忆合金/硅复合膜用作微驱动元件时的驱动性能研究[D]. 董静. 青岛科技大学, 2009(10)
- [5]无阀微泵结构优化与仿真研究[D]. 夏露. 长春理工大学, 2009(02)
- [6]基于MEMS技术的微阀和微泵的设计与研制[D]. 耿照新. 中国科学院研究生院（电子学研究所）, 2007(10)
- [7]MEMS兼容压电厚膜驱动技术[D]. 王蔚. 哈尔滨工业大学, 2007(05)
- [8]PZT驱动的微泵研制及特性分析[D]. 赵全亮. 黑龙江大学, 2006(11)
- [9]基于MEMS的TiNi形状记忆合金薄膜研究进展[J]. 张文彦,江雷,奚正平. 微纳电子技术, 2006(05)
- [10]NiTi形状记忆合金薄膜在MEMS中应用的相关基础研究[D]. 袁振宇. 上海交通大学, 2006(04)