基于MEMS的d31模式PZT能量收集器研究
| 中文摘要 | 第6-8页 |
| Abstract | 第8-10页 |
| 第1章 绪论 | 第18-41页 |
| 1.1 研究背景及意义 | 第18-19页 |
| 1.2 MEMS与微能源 | 第19-25页 |
| 1.2.1 MEMS概述 | 第19-21页 |
| 1.2.2 微能源研究 | 第21-25页 |
| 1.3 振动能量收集器的研究 | 第25-30页 |
| 1.3.1 静电式振动能量收集器 | 第25-26页 |
| 1.3.2 电磁式振动能量收集器 | 第26页 |
| 1.3.3 压电式振动能量收集器 | 第26-27页 |
| 1.3.4 磁致伸缩式振动能量收集器 | 第27-30页 |
| 1.4 压电振动能量收集器的研究 | 第30-39页 |
| 1.4.1 膜式能量收集器 | 第30-32页 |
| 1.4.2 悬臂梁式能量收集器 | 第32-37页 |
| 1.4.3 能量收集器的发展趋势 | 第37-39页 |
| 1.5 论文的主要研究内容 | 第39-41页 |
| 第2章 压电能量收集器理论及结构分析 | 第41-68页 |
| 2.1 压电材料基本理论 | 第41-47页 |
| 2.1.1 压电效应 | 第41-43页 |
| 2.1.2 压电晶体的极化 | 第43-44页 |
| 2.1.3 压电方程 | 第44-45页 |
| 2.1.4 压电材料的性能参数 | 第45-47页 |
| 2.2 压电晶体机电转换类型 | 第47-49页 |
| 2.3 压电能量收集器模型分析 | 第49-58页 |
| 2.3.1 压电能量收集器结构 | 第49-50页 |
| 2.3.2 机电耦合模型 | 第50-53页 |
| 2.3.3 结构参数及受力分析 | 第53-58页 |
| 2.4 效率优化 | 第58-66页 |
| 2.4.1 机械能贮存效率 | 第58-60页 |
| 2.4.2 机电耦合效率 | 第60-61页 |
| 2.4.3 能量收集器结构参数优化 | 第61-66页 |
| 2.5 本章小结 | 第66-68页 |
| 第3章 能量收集器的有限元分析 | 第68-78页 |
| 3.1 有限元法介绍 | 第68-69页 |
| 3.2 能量收集器的仿真过程 | 第69-76页 |
| 3.2.1 建立模型 | 第69-73页 |
| 3.2.2 特征频率分析 | 第73-75页 |
| 3.2.3 输出电压与结构关系 | 第75-76页 |
| 3.3 本章小结 | 第76-78页 |
| 第4章 PZT压电薄膜性能研究及制备 | 第78-105页 |
| 4.1 PZT薄膜材料特性 | 第78-82页 |
| 4.1.1 PZT钙钛矿结构 | 第78-79页 |
| 4.1.2 PZT的结构相变 | 第79-80页 |
| 4.1.3 薄膜性质 | 第80-82页 |
| 4.2 PZT材料的制备方法 | 第82-86页 |
| 4.2.1 MOCVD法 | 第83页 |
| 4.2.2 PLD法 | 第83-84页 |
| 4.2.3 Sol-Gel法 | 第84-85页 |
| 4.2.4 溅射法 | 第85-86页 |
| 4.3 溶凝-凝胶法制备PZT材料 | 第86-103页 |
| 4.3.1 药品和溶剂选择 | 第86-88页 |
| 4.3.2 成分配比 | 第88-89页 |
| 4.3.3 前驱体溶胶的配制 | 第89-92页 |
| 4.3.4 基片的选择 | 第92-93页 |
| 4.3.5 PZT薄膜的制备 | 第93-95页 |
| 4.3.6 PZT薄膜的表征和性能测试 | 第95-97页 |
| 4.3.7 PNZT薄膜的制备 | 第97-100页 |
| 4.3.8 PNZT薄膜的表征和性能测试 | 第100-103页 |
| 4.4 本章小结 | 第103-105页 |
| 第5章 能量收集器的制备工艺 | 第105-117页 |
| 5.1 制备工艺流程设计 | 第105-106页 |
| 5.2 悬浮叉指梁能量收集器一体化制作工艺 | 第106-113页 |
| 5.2.1 LNO下电极和PNZT薄膜的制备 | 第106-108页 |
| 5.2.2 Pt上电极的制备 | 第108-110页 |
| 5.2.3 PNZT和LNO薄膜的图形化 | 第110-111页 |
| 5.2.4 深硅刻蚀工艺 | 第111-113页 |
| 5.3 样品参数 | 第113-115页 |
| 5.3.1 实物样品 | 第113-114页 |
| 5.3.2 样品参数 | 第114-115页 |
| 5.4 本章小结 | 第115-117页 |
| 第6章 能量收集器的测试 | 第117-134页 |
| 6.1 测试系统 | 第117-118页 |
| 6.2 钢基能量收集器性能测试 | 第118-124页 |
| 6.2.1 谐振频率及开路电压测试 | 第120-121页 |
| 6.2.2 电容充电性能及功率输出测试 | 第121-124页 |
| 6.3 硅基能量收集器性能研究 | 第124-132页 |
| 6.3.1 理论分析及计算 | 第124-125页 |
| 6.3.2 特性测试及分析 | 第125-132页 |
| 6.4 本章小结 | 第132-134页 |
| 总结 | 第134-138页 |
| 参考文献 | 第138-150页 |
| 攻读博期间发表的论文及其它成果 | 第150-152页 |
| 致谢 | 第152页 |
