赵远方+陈正阳

摘 要：基于扩散口/收缩口的无阀压电微泵，利用扩散口/收缩口的整流特性来代替单向阀实现流体的泵送。在选取压电相和基体相，并建立压电体单元、基体实体单元。利用ANSYS软件仿真求解，设计出微泵尺寸16mm×16mm×1.7mm，泵腔的尺寸直径13mm，厚度0.2mm，扩散口/收缩口大端边长0.8mm，小端边长0.52mm，长0.4mm，并简述了微泵制造工艺流程。

关键词：微泵；压电；制造工艺

中图分类号：TH122 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2017）19-0114-03

前言

无阀微泵的原理是利用扩散口/收缩口管道流路对流体的阻力的不同形成流量的差值。如图1（a）所示，当压电振子向上振动时，泵腔体积增大，泵腔吸液，液体从收缩口/扩散口分别吸入泵腔，但扩散口管道对液体的阻力小于收缩口管道，相应的从扩散口吸入的液体也就多收缩口；如图1（b）所示，当压电振子向下振动时，泵腔体积减小，泵腔送液，收缩口/扩散口同时将液体泵出，但扩散口管道对液体的阻力大于收缩口管道，相应的从收缩口泵出的液体也就多于扩散口。所以，压电振子在交变电流下周期性的形变带动泵腔的体积周期性的形变，就形成了无阀微泵的连续差量流动。

1 参数确定

本文选取压电陶瓷PZT-5A作为压电相，Cu作为基体相。材料参数如表1所示。

介电常数常用相对介电常数表示，其值等于同样电极情况下介质电容与真空电容之比：k=，0=8.85×10-12F/m[2]。PZT-5A相对介电常数如表2所示。

PZT-5A压电常数[3]如表3所示。

PZT-5A弹性常数[4]如表4所示。

2 模型的建立

在ANSYS选择SOLID226作为压电振子压电体的单元，SOLID185作为压电振子Cu基体的单元。……