新型压电驱动行波微泵：仿真与性能测试

“压电驱动行波微泵的仿真与测试，刘国华，张维，岳钊，微电子学，压电微泵，行波，锯齿形管道” 这篇论文探讨的是微电子学领域的一个重要应用——压电驱动行波微泵的设计、仿真和测试。微泵在微流体芯片技术中起着关键作用，因为它们能够精确控制和输送微小量的液体，这对于生物医学、化学分析和微纳制造等领域的微型化系统至关重要。论文作者刘国华、张维和岳钊通过高校博士点基金和国家自然科学基金等项目支持，进行了深入研究。 他们提出了一种新型的压电驱动行波微泵，该微泵利用压电材料的机械振动来驱动流体运动，实现了更高效的流体传输。压电材料在电场作用下会发生尺寸变化，这种特性使得它们成为微泵理想的驱动源。论文中特别关注了微泵的结构设计，包括采用了不同形状的微管道，如锯齿形和直管道，以优化微泵的性能。 在仿真分析阶段，研究团队对压电执行器和不同结构的微管道进行了详细的模拟，以理解这些设计如何影响微泵的工作效率。他们运用热键合工艺制造出实际的微泵原型，并对其在不同驱动频率下的性能进行了实验测试。通过实验，他们获得了微泵的频率特性曲线，以及流速与背压之间的关系，还研究了电压幅值对微泵性能的影响。 实验结果显示，锯齿形管道的微泵相对于平直管道的微泵表现出更优的工作性能。在26伏的驱动电压下，锯齿形管道微泵的最大平均流速达到33.36μL/min，同时能产生1.13kPa的背压。这表明，优化的微管道结构可以显著提升微泵的流量控制能力和压力生成能力，对于微流控系统的应用具有重要意义。 关键词“压电微泵”指明了研究的核心，即利用压电效应驱动的微型泵；“行波”是指在微泵中传播的振动波形；而“锯齿形管道”是优化微泵性能的关键设计元素。这些关键词突出了论文研究的重点和技术创新点。 这篇论文为微流体技术领域提供了新的设计思路和实验数据，对于未来微泵和微流体系统的进一步优化和发展具有指导价值。