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锆钛酸铅厚膜驱动高机械品质因数微悬臂梁的制作与性能(英文)被引量：5: 2014年; 采用溶胶-凝胶法与体硅微加工相结合的技术制作了2.5mm厚锆钛酸铅(Lead zirconate titanate,PZT)厚膜驱动的微悬臂梁。测试结果表明:该微悬臂梁的第一阶谐振频率约为199.63kHz,与理论计算结果非常吻合;在大气压强下测得的机械品质因数(Q值)可高达799。通过能量损耗机制分析认为:该PZT厚膜比薄膜有效弹性模量更大并且具有趋向于"硬"性压电材料的性质,因此有利于微悬臂梁Q值的增强。; 赵全亮李中翔何广平曹茂盛王大伟狄杰建; 关键词：锆钛酸铅微悬臂梁机械品质因数厚膜

基于LaNiO_3和Pt电极的Pb(Zr_(0.52)Ti_(0.48))O_3薄膜制备和电学性能研究: 2014年; 采用了溶胶-凝胶(sol-gel)法分别在LaNiO3/Si和Pt/Ti/SiO2/Si基底上制备Pb(Zr0.52Ti0.48)O3(PZT)薄膜。X射线衍射(XRD)结果表明,在相同的工艺参数下PZT/LaNiO3薄膜表现出高度的(100)取向,而PZT/Pt薄膜则呈现(100)和(111)多晶混合取向。扫描电子显微镜(SEM)结果显示,PZT/LaNiO3薄膜表面晶粒尺寸更加均匀。经过铁电和介电性能测试,PZT/LaNiO3和PZT/Pt薄膜的剩余极化强度分别为24.4和15.3μC/cm2,矫顽场分别为130.90和243.23 kV/cm,介电常数分别为1 125和453。电场强度>100 kV/cm时,漏电流分别为10-5和10-2数量级,同时铁电疲劳性能也明显改善。这些结果表明PZT/LaNiO3比PZT/Pt薄膜具有更好的电学性能,在铁电和介电器件方面具有良好的应用前景。; 邹雪赵全亮李志永李进; 关键词：锆钛酸铅铁电性能介电性能溶胶-凝胶

扑翼飞行器的运动学仿真及气动力分析: 2013年; 在研制的仿生扑翼飞行器的基础上,建立了该飞行器的数学模型,并用MATLAB对简化了的机构进行了运动仿真,模拟出翅翼一个周期内的运动轨迹,同时也计算出了翅翼角速度的变化情况;编写了用条带理论计算升力的MATLAB程序,得出了一个周期内翅翼产生的气动力,同时计算出翅翼在一周期所产生的有效升力,通过选择合适的机构参数使产生的有效升力最大,为结构参数的设计提供指导;该方法可用于仿生扑翼飞行器的设计和分析,验证所设计的飞行器能否实现腾空飞行。; 马楠何广平; 关键词：扑翼飞行器运动学分析 MATLAB

仿蝙蝠扑翼飞行器速度波动研究: 2014年; 利用拉格朗日方程,建立了仿蝙蝠折叠扑翼飞行器的动力学方程,分析了翅翼气动阻力和转动惯量对曲柄转速的影响。首先利用流体力学原理,建立了折叠翼气动力矩的数学模型;其次,针对单自由度平面连杆机构等效动力学模型,将平面连杆机构看做是质点系和平面刚体系统所组成的混合系统,建立翅翼在拍动和折叠情况下机构等效力矩和等效转动惯量的数学表达式;最后基于拉个朗日方程建立系统的等效动力学模型,求解系统的真实运动规律,为准确计算扑翼飞行器的气动升力提供了理论基础;以UG软件进行动力学仿真验证,两者在仿真结果上趋于一致,为该方法的可行性提供了依据。; 马楠何广平狄杰建; 关键词：扑翼飞行器动力学仿真平面连杆机构

压电微悬臂梁的制作及其基频的研究被引量：2: 2017年; 制作了PNZT薄膜驱动的压电微悬臂梁,将压电微悬臂梁的模型简化为压电层-结构层双层微悬臂梁模型,并使用理论计算和有限元仿真软件分析了双层微悬臂梁模型的基频,最后用激光多普勒测振仪对微悬臂梁结构进行了测试。结果表明,仿真、理论和实验测试结果在一定程度上符合得很好,为以后此类压电微悬臂梁的制作和基频的计算提供了参考。; 张程浩陈若愚董世杰; 关键词：基频

(Pb,La)(Zr,Sn,Ti)O_(3)反铁电薄膜驱动的MEMS微悬臂梁研究: 2023年; 采用溶胶-凝胶法在LaNiO_(3)/Si基底上制备了(Pb_(0.97)La_(0.02))(Zr_(0.9)Sn_(0.05)Ti_(0.05))O_(3)(PLZST)反铁电薄膜。结合微机电系统(MEMS)微加工工艺,集成制造了PLZST反铁电薄膜驱动的硅基MEMS悬臂梁,研究了PLZST薄膜结构的电学性能和悬臂梁的频率响应特性。测得反铁电薄膜具有典型双电滞回线,最大极化强度约为90μC/cm^(2),一阶谐振峰约为15.44 kHz,振型良好。大气环境下的机械品质因子Q值高达787,满足用于谐振器的灵敏度和响应速度要求,这表明该MEMS悬臂梁在微型谐振器和传感器领域将具有广泛应用前景。; 张宏宽赵全亮张萌颖赵磊; 关键词：溶胶凝胶法微悬臂梁微机电系统

全差分三轴MEMS电容加速度计的设计被引量：1: 2017年; 采用刻蚀氧化硅牺牲层、沉淀多晶硅、再次刻蚀多晶硅的工艺,设计了基于单一敏感质量块的全差分三轴电容式加速度计。根据外界加速度激励对器件的不同位移作用,详细分析了三轴方向上加速度激励的交叉耦合影响。最后结合仿真结果得出:该器件具备结构简单紧凑、抗干扰能力强、灵敏度高、工艺简单等优点,在电子消费领域有很好的应用前景。; 张程浩狄杰建刘昊陈若愚谭培培

仿蝙蝠折叠扑翼机构设计与分析被引量：2: 2014年; 基于对蝙蝠飞行方式的研究,提出了一种仿蝙蝠扑翼飞行器设计方案,并且通过单一原动件驱动,既实现了拍动和折叠的耦合协调运动,又提高了系统的单位质量功率系数.设计的对称双翼拍动机构能保证左右翅膀同步运动,为飞行器的平稳飞行提供了保证.采用凸轮机构来控制翅翼的伸展和收缩,通过调整凸轮外轮廓线和初始相位角可以控制蝙蝠翅翼的折叠状况.拍动机构和翅翼折叠机构的协调耦合,可以实现翅翼空间运行轨迹的规划.建立了翅膀拍动和折叠的数学模型,在此基础上编写了仿真程序,仿真结果达到了预期的目标.; 何广平马楠; 关键词：微扑翼飞行器运动学分析仿真

基于ANSYS的面内压电微驱动器有限元分析被引量：3: 2016年; 设计了一种新型水平面内微驱动器,其具有结构简单,响应速度快,输出位移大的特点。通过ANSYS软件建立了微驱动器的有限元模型,并对其进行压电分析,获得y、z向的变形图,其输出端的y、z向位移分别为0.61μm和1.13μm。经过模态分析获得微驱动器的前五阶共振频率,并提取了前三阶振型图,研究结果可知共振状态对微驱动器工作的影响状况。对微驱动器的关键尺寸进行了参数化研究,可对微驱动器的进一步设计提供理论指导。; 赵玉侠任森狄杰建赵全亮; 关键词：有限元分析 ANSYS软件模态

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国家自然科学基金(51305005)