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我国对微流体领取的研究始于20世纪90年代中期,清华大学在利用超精密机械加工技术和特种加工技术制造出多种类型的微泵的基础上,随后利用硅微细加工技术的制造出热制动微型泵[11]。哈尔滨工业大学随后也研制一种新型的压电式双向无阀微泵,并通过大量的实验验证,得到泵压、流量等一系列参数之间的关系[12]。上海交通大学微米纳米技术研究所研制了一种新型电磁驱动微泵, 该微泵驱动线圈、硅橡胶振动膜和无阀泵泵体组成, 采用硅加工工艺和非硅加工工艺(电镀)相结合进行制作, 该电磁驱动微泵结构简单, 控制方便[13]。
最近几年来,智能材料的兴起随之带动微泵的驱动也多样化,现就按照驱动方式对微泵做一分类阐述。
(1)压电驱动微泵。利用压电陶瓷在两端加上不同的电压,压电陶瓷会产生不同形变,从而实现泵腔体积的变化。2008年上海交通大学的崔琦峰和刘成良等人制成了如图1-5的无阀微泵[14]。2010年大连理工大学的李鑫和闫卫平等人针对现在微泵的:驱动力较小, 工作效率低, 存在脉动性干扰等问题制成了双腔并联式无阀微泵[15],如图1-6所示。
图1-5 压电驱动微泵 图1-6压电驱动微泵
(2)静电驱动微泵。静电驱动微泵主要是利用静电力对微泵泵膜的作用,使得泵腔容积发生变化,从而实现驱动流体的作用。2009年浙江大学李俊等人设计出一种静电微泵[16],如图1-7所示。
图1-7静电式微泵
(3)记忆合金驱动微泵。形状记忆合金(SMA)中以TiNi合金的记忆性能最好。利用SMA在常温和高温下的不同动作,实现泵腔体积的变化,从而完成流体的输送。南京工程学院的曹金辉等人2011年设计了如图1-8所示的微泵[17],对泵的驱动膜采用交替的电流驱动完成泵腔的容积变化。
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