环境振动驱动微型压电发电装置的关键技术研究
| 摘要 | 第1-7页 |
| Abstract | 第7-9页 |
| 目录 | 第9-13页 |
| 1 绪论 | 第13-33页 |
| ·本文课题的提出与研究意义 | 第13-14页 |
| ·微系统与微电源 | 第14-18页 |
| ·微加工技术 | 第14-15页 |
| ·机电系统微型化研究 | 第15-16页 |
| ·微电源需求 | 第16-18页 |
| ·微能源研究现状 | 第18-25页 |
| ·燃料型微电池 | 第18-20页 |
| ·化学电池 | 第20-21页 |
| ·微型核电池 | 第21-22页 |
| ·利用环境能量发电的微电源 | 第22-23页 |
| ·基于振动驱动的静电转换和电磁转换微型电源 | 第23-25页 |
| ·微型压电发电装置的研究现状 | 第25-28页 |
| ·风能驱动微型压电发电装置 | 第26页 |
| ·水能驱动微型压电发电装置 | 第26-27页 |
| ·人体能驱动压电发电研究 | 第27页 |
| ·振动驱动压电发电装置 | 第27-28页 |
| ·各种微电源能量密度比较 | 第28-30页 |
| ·环境振动激振源介绍 | 第30-31页 |
| ·本文研究工作 | 第31-33页 |
| 2 微型压电发电装置能量转换分析 | 第33-59页 |
| ·引言 | 第33-34页 |
| ·压电转换基本理论 | 第34-40页 |
| ·压电晶体物理性质 | 第34页 |
| ·压电效应与压电发电机理 | 第34-37页 |
| ·压电方程 | 第37-38页 |
| ·压电方程中各物理量的定向标准 | 第38-39页 |
| ·压电系数与机电耦合系数 | 第39-40页 |
| ·压电晶体机电转换类型与结构分析 | 第40-44页 |
| ·压电晶体的机电转换类型 | 第40-42页 |
| ·“33”型压电发电结构 | 第42-43页 |
| ·“31”型压电发电结构 | 第43-44页 |
| ·微型压电发电装置分析模型 | 第44-57页 |
| ·系统振动模型 | 第44-48页 |
| ·结构受力参数分析 | 第48-50页 |
| ·压电发电开路电压计算 | 第50-52页 |
| ·负载电压和功率分析 | 第52-54页 |
| ·理论分析结果讨论 | 第54-57页 |
| ·本章小结 | 第57-59页 |
| 3 硅基压电悬臂梁发电结构设计与仿真分析 | 第59-73页 |
| ·引言 | 第59页 |
| ·微型发电装置基本结构设计 | 第59-62页 |
| ·发电装置结构设计 | 第59-60页 |
| ·压电悬臂梁材料选择 | 第60-61页 |
| ·压电悬臂梁结构的材料属性 | 第61-62页 |
| ·微型压电悬臂梁结构仿真分析 | 第62-72页 |
| ·结构分析的有限元方法 | 第62-64页 |
| ·压电悬臂梁的简化模型 | 第64-65页 |
| ·结构网格划分与边界条件 | 第65-66页 |
| ·硅基压电发电系统仿真分析 | 第66-67页 |
| ·电压与应力分布分析 | 第67-68页 |
| ·压电悬臂梁振动频率分析 | 第68-69页 |
| ·输出电压与结构关系 | 第69-72页 |
| ·本章小结 | 第72-73页 |
| 4 微型硅基压电悬臂梁发电装置制作工艺研究 | 第73-108页 |
| ·引言 | 第73-74页 |
| ·微型压电发电装置制作工艺设计 | 第74-75页 |
| ·PZT压电薄膜制作研究 | 第75-88页 |
| ·PZT的晶体结构与压电性关系 | 第75-77页 |
| ·PZT压电薄膜制备方法及特点 | 第77-79页 |
| ·溶胶-凝胶法制备PZT薄膜过程 | 第79-80页 |
| ·溶胶制备 | 第80-84页 |
| ·PZT薄膜制备 | 第84-88页 |
| ·PZT压电薄膜性能表征 | 第88-92页 |
| ·PZT表面形貌表征 | 第88-89页 |
| ·XRD分析 | 第89-90页 |
| ·I/V曲线测量 | 第90-91页 |
| ·电滞回线测量 | 第91-92页 |
| ·微型压电发电装置制作工艺研究 | 第92-103页 |
| ·SiO_2掩蔽绝缘层制备 | 第92-93页 |
| ·SiO_2掩蔽层图形化 | 第93页 |
| ·硅悬臂梁的制作与释放 | 第93-96页 |
| ·PZT电极制作 | 第96-101页 |
| ·PZT薄膜图形化 | 第101-103页 |
| ·制作上电极绝缘保护层 | 第103页 |
| ·硅基微型压电悬臂梁制备工艺流程 | 第103-106页 |
| ·本章小结 | 第106-108页 |
| 5 压电发电装置性能测试 | 第108-119页 |
| ·引言 | 第108页 |
| ·压电发电测试系统 | 第108-109页 |
| ·硅基微型压电发电装置测试 | 第109-112页 |
| ·硅基压电发电装置的激振频率特性测试 | 第110-111页 |
| ·输出电压 | 第111-112页 |
| ·金属弹性层压电发电装置制作 | 第112-113页 |
| ·压电发电装置输出特性 | 第113-116页 |
| ·能量存储与应用 | 第116-117页 |
| ·本章小结 | 第117-119页 |
| 6 总结与展望 | 第119-121页 |
| ·本文主要结论 | 第119-120页 |
| ·下一步工作展望 | 第120-121页 |
| 参考文献 | 第121-130页 |
| 攻读博士期间发表论文情况 | 第130-132页 |
| 创新点摘要 | 第132-133页 |
| 致谢 | 第133-134页 |
