本文關(guān)鍵詞：微推進(jìn)器結(jié)構(gòu)與制作工藝研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】： 微推進(jìn)器是一種基于MEMS技術(shù)的新型微推進(jìn)系統(tǒng),主要用于微小型航天器的位置保持、姿態(tài)控制、軌道調(diào)整等。論文從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、工藝研究和性能測(cè)試三方面介紹了MEMS微化學(xué)推進(jìn)器的設(shè)計(jì)與制備過(guò)程,獲得了9mm×9mm面積上集成4×6個(gè)微推進(jìn)器單元的原理樣機(jī),用ANSYS熱分析軟件對(duì)點(diǎn)火橋膜和藥室點(diǎn)火后的溫度分布進(jìn)行了模擬。 微化學(xué)推進(jìn)器采用底層點(diǎn)火電路、中間裝藥室、頂層噴孔的三明治結(jié)構(gòu)。應(yīng)用磁控濺射、光刻、濕法刻蝕等微電子制作工藝在玻璃基片上制備了點(diǎn)火電路;應(yīng)用機(jī)械加工方法在環(huán)氧樹(shù)脂板上加工出4×6的藥室孔陣列;應(yīng)用掩膜沉積、反應(yīng)離子刻蝕(RIE)及硅的各項(xiàng)異性濕法刻蝕等加工方法制備了類似拉瓦爾噴管的噴孔層。對(duì)制備后的各部分進(jìn)行了組裝,得到了初步的原理樣機(jī)。 測(cè)試了不同工藝條件下制備的點(diǎn)火電路的發(fā)火性能。隨著點(diǎn)火電壓的提高,橋膜熔斷時(shí)間呈指數(shù)衰減。150W、30min的薄膜沉積工藝條件下,10V時(shí)點(diǎn)火橋膜的熔斷時(shí)間約為225ms,30V時(shí)橋膜熔斷時(shí)間為10μs左右。 測(cè)試了在不同藥室直徑下裝藥為AP/NHN和AP/THPC的微推進(jìn)器的推力。從微推力大小、推力時(shí)間及沖量大小等方面綜合考慮,選擇80/20配比的AP/NHN藥劑性能較好,燃燒持續(xù)時(shí)間:大于146ms,沖量大于30μN(yùn)·s,并且點(diǎn)火成功率較高。 用ANSYS熱分析軟件模擬了點(diǎn)火橋膜和藥室點(diǎn)火后的溫度分布。結(jié)果表明,橋膜溫度在10ms～20ms內(nèi)即可達(dá)到微推進(jìn)器中常用裝藥的發(fā)火溫度,橋膜溫度分布與實(shí)驗(yàn)結(jié)果一致。藥室點(diǎn)火后的模擬結(jié)果表明,用環(huán)氧樹(shù)脂板和7740玻璃作為藥室層材料,單個(gè)藥室點(diǎn)火時(shí)不會(huì)影響到相鄰藥室。
【關(guān)鍵詞】：微機(jī)電系統(tǒng) 微推進(jìn)器 制作工藝 性能測(cè)試 模擬仿真
【學(xué)位授予單位】：南京理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2008
【分類號(hào)】：V439
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 1 緒論7-15
• 1.1 微推進(jìn)系統(tǒng)研究背景7
• 1.2 微推進(jìn)系統(tǒng)研究現(xiàn)狀7-14
• 1.2.1 氣體推進(jìn)系統(tǒng)7-8
• 1.2.2 微電推進(jìn)系統(tǒng)8-10
• 1.2.3 MEMS微推進(jìn)系統(tǒng)10-11
• 1.2.4 MEMS微推進(jìn)器研究現(xiàn)狀11-14
• 1.3 本文的主要工作14-15
• 2 微推進(jìn)器結(jié)構(gòu)與工藝設(shè)計(jì)15-24
• 2.1 微推進(jìn)器性能比較15
• 2.2 微推進(jìn)器整體方案設(shè)計(jì)15-17
• 2.3 制作工藝設(shè)計(jì)17-23
• 2.3.1 點(diǎn)火電路層設(shè)計(jì)17-19
• 2.3.2 藥室層工藝設(shè)計(jì)19-22
• 2.3.3 噴孔層工藝設(shè)計(jì)22-23
• 2.4 小結(jié)23-24
• 3 微推進(jìn)器制作工藝研究24-49
• 3.1 點(diǎn)火電路層制作工藝24-34
• 3.1.1 相關(guān)工藝介紹24-26
• 3.1.2 點(diǎn)火電路制作工藝26-34
• 3.2 藥室層制作工藝34-37
• 3.2.1 材料與工藝介紹34
• 3.2.2 環(huán)氧樹(shù)脂板藥室34
• 3.2.3 陶瓷藥室34-35
• 3.2.4 硅藥室35-36
• 3.2.5 光敏玻璃藥室36-37
• 3.3 噴孔層制作工藝37-46
• 3.3.1 相關(guān)工藝介紹37-41
• 3.3.2 噴孔層制作41-46
• 3.4 微推進(jìn)器的封裝46-48
• 3.4.1 MEMS封裝技術(shù)46-47
• 3.4.2 微推進(jìn)器封裝方法47-48
• 3.5 小結(jié)48-49
• 4 微推進(jìn)器性能測(cè)試49-66
• 4.1 點(diǎn)火橋膜發(fā)火性能測(cè)試49-55
• 4.1.1 測(cè)試設(shè)備49-50
• 4.1.2 測(cè)試結(jié)果及分析50-55
• 4.2 微推進(jìn)器推力測(cè)試55-64
• 4.2.1 藥劑的注裝55-57
• 4.2.2 微推力測(cè)試57-64
• 4.3 小結(jié)64-66
• 5 點(diǎn)火橋膜和藥室的有限元模擬66-77
• 5.1 點(diǎn)火橋膜點(diǎn)火模擬66-71
• 5.2 藥室熱性能模擬71-75
• 5.3 小結(jié)75-77
• 6 結(jié)論及展望77-79
• 致謝79-80
• 參考文獻(xiàn)80-82

【相似文獻(xiàn)】

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1 黃虎;尤政;阮勇;張弛;;MEMS繼電器典型結(jié)構(gòu)及其研究進(jìn)展[J];傳感器與微系統(tǒng);2011年07期

2 劉修泉;李艷紅;薛凱峰;黃平;;膠囊微機(jī)電無(wú)線能量傳輸系統(tǒng)設(shè)計(jì)與試驗(yàn)研究[J];工程設(shè)計(jì)學(xué)報(bào);2011年03期

3 孫韶春;石庚辰;;旋轉(zhuǎn)式微發(fā)電機(jī)的設(shè)計(jì)與制造[J];光學(xué)精密工程;2011年06期

4 常洪龍;白濱;焦文龍;謝建兵;秦子明;苑偉政;;大輸出微控制力矩陀螺的設(shè)計(jì)[J];傳感技術(shù)學(xué)報(bào);2011年08期

5 蘇虎平;沈三民;安震;劉文怡;劉龍飛;任偉;;基于加速度計(jì)的陀螺三軸角速率提取算法研究[J];傳感器與微系統(tǒng);2011年07期

6 劉夢(mèng)偉;汪承灝;李俊紅;;基于PZT薄膜面內(nèi)極化工作的低應(yīng)力壓電微傳聲器[J];納米技術(shù)與精密工程;2011年04期

7 何宇航;張文明;孟光;武潔;;隨機(jī)粗糙表面對(duì)微氣體軸承性能的影響[J];潤(rùn)滑與密封;2011年06期

8 張麗杰;常佶;;微小型航姿測(cè)量系統(tǒng)及其數(shù)據(jù)融合方法[J];中國(guó)慣性技術(shù)學(xué)報(bào);2011年03期

9 沈丹東;馬炳和;鄧進(jìn)軍;苑偉政;;壓電式微型合成射流器結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)[J];航空學(xué)報(bào);2011年09期

10 ;稿約[J];納米技術(shù)與精密工程;2011年03期

中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 王曉東;余家欣;陳磊;錢林茂;;水分和氧氣對(duì)單晶硅摩擦化學(xué)行為的影響[A];2011年全國(guó)青年摩擦學(xué)與表面工程學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2011年

2 陳景鵬;洪延姬;王軍;;激光微推進(jìn)器供靶機(jī)構(gòu)的構(gòu)形設(shè)計(jì)[A];中國(guó)力學(xué)學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)大會(huì)'2005論文摘要集（下）[C];2005年

3 陳十一;Gary D Doolen;聶小波;;應(yīng)用格子Boltzmann方法(LBM)模擬微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)中的流動(dòng)[A];自然、工業(yè)與流動(dòng)——第六屆全國(guó)流體力學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2001年

4 張俊峰;李興國(guó);婁國(guó)偉;;MEMS技術(shù)在微小型探測(cè)系統(tǒng)中的應(yīng)用[A];2005'全國(guó)微波毫米波會(huì)議論文集（第二冊(cè)）[C];2006年

5 王立鼎;;微機(jī)電系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)及國(guó)內(nèi)外研發(fā)狀況(摘要)[A];中國(guó)科協(xié)2001年學(xué)術(shù)年會(huì)分會(huì)場(chǎng)特邀報(bào)告匯編[C];2001年

6 賈繼偉;金延中;張鳳翠;;淺析微機(jī)電(MEMS)系統(tǒng)技術(shù)及其應(yīng)用[A];十三省區(qū)市機(jī)械工程學(xué)會(huì)第五屆科技論壇論文集[C];2009年

7 毛剛;顧啟泰;;微型慣性測(cè)量組合的發(fā)展[A];全國(guó)飛機(jī)與船舶通信導(dǎo)航學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集（上）[C];2000年

8 徐景碩;;基于振動(dòng)理論的微慣性測(cè)量元件[A];中國(guó)儀器儀表學(xué)會(huì)第三屆青年學(xué)術(shù)會(huì)議論文集（下）[C];2001年

9 郭永獻(xiàn);賈建援;梁麗萍;;MOMES光開(kāi)關(guān)的研究現(xiàn)狀及展望[A];2007'中國(guó)儀器儀表與測(cè)控技術(shù)交流大會(huì)論文集（二）[C];2007年

10 何慶;索智群;喬?hào)|海;;單晶硅電容式低頻傳聲器的設(shè)計(jì)和制作[A];2009’中國(guó)西部地區(qū)聲學(xué)學(xué)術(shù)交流會(huì)論文集[C];2009年

中國(guó)重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 陳丹;科學(xué)家研制出可自我校準(zhǔn)的微機(jī)電系統(tǒng)[N];科技日?qǐng)?bào);2010年

2 本報(bào)記者 韓義雷　過(guò)國(guó)忠;無(wú)錫加快建設(shè)物聯(lián)網(wǎng)“感知中國(guó)”中心[N];科技日?qǐng)?bào);2009年

3 恩智浦半導(dǎo)體高級(jí)總監(jiān)及SIP項(xiàng)目經(jīng)理 Alain Rougier　恩智浦創(chuàng)新高級(jí)總監(jiān) Eef Bagerman 恩智浦營(yíng)運(yùn)后端創(chuàng)新策略總監(jiān) Caroline Beelen-Hendrikx;SoC與SiP各有千秋 兩者之爭(zhēng)仍將繼續(xù)[N];中國(guó)電子報(bào);2008年

4 本報(bào)記者 梁靚;2009年微型投影悄然興起[N];中國(guó)電子報(bào);2009年

5 ;用事業(yè)測(cè)量人生[N];山西日?qǐng)?bào);2004年

6 曹東;我國(guó)首顆內(nèi)置傳感器芯片在上海張江誕生[N];中國(guó)高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)導(dǎo)報(bào);2009年

7 本報(bào)記者 許泳;MEMS：越感知越火熱[N];計(jì)算機(jī)世界;2010年

8 本報(bào)記者 王虹;微型機(jī)械于微細(xì)處見(jiàn)神奇[N];中國(guó)機(jī)電日?qǐng)?bào);2001年

9 ;非凡的納米技術(shù)[N];中國(guó)質(zhì)量報(bào);2000年

10 本報(bào)記者 趙艷秋;MEMS：軟件算法是關(guān)鍵[N];中國(guó)電子報(bào);2008年

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 祝捷;微機(jī)電系統(tǒng)自聚焦壓電聲學(xué)換能器[D];武漢大學(xué);2010年

2 岑繼文;新型高效微推進(jìn)技術(shù)研究[D];中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué);2008年

3 曹鐘慧;應(yīng)用于光通信的非硅基底光開(kāi)關(guān)與光衰減器的研究[D];浙江大學(xué);2005年

4 鐘瑩;微機(jī)電系統(tǒng)諧振器面內(nèi)運(yùn)動(dòng)檢測(cè)的激光多普勒方法[D];天津大學(xué);2005年

5 鮑俊峰;基于微加工技術(shù)的光開(kāi)關(guān)及光互連結(jié)構(gòu)研究[D];浙江大學(xué);2006年

6 余洪斌;MEMS-DMs理論設(shè)計(jì)及工藝研究[D];華中科技大學(xué);2005年

7 范細(xì)秋;納米壓印及MEMS仿生功能表面制備的研究[D];華中科技大學(xué);2006年

8 孫吉勇;MEMS光柵光調(diào)制器陣列及投影顯示系統(tǒng)的光學(xué)分析和實(shí)驗(yàn)[D];重慶大學(xué);2008年

9 黃騰超;微流控集成光波導(dǎo)光開(kāi)關(guān)的研究[D];浙江大學(xué);2005年

10 李偉劍;微機(jī)電系統(tǒng)的多域耦合分析與多學(xué)科設(shè)計(jì)優(yōu)化[D];西北工業(yè)大學(xué);2004年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 何贊;微推進(jìn)器結(jié)構(gòu)與制作工藝研究[D];南京理工大學(xué);2008年

2 林玉琳;基于微推進(jìn)器的遙控釋藥膠囊系統(tǒng)的研制[D];重慶大學(xué);2010年

3 李楊;三維無(wú)線能量傳輸技術(shù)在體內(nèi)微機(jī)電系統(tǒng)中的實(shí)驗(yàn)研究[D];華南理工大學(xué);2011年

4 劉建;微尺度下含能材料的燃燒與推進(jìn)原理研究[D];南京理工大學(xué);2010年

5 寇麗麗;膠體推進(jìn)器性能研究與微型化設(shè)計(jì)[D];中北大學(xué);2009年

6 熊建功;基于MEMS細(xì)胞電融合芯片及其外圍驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)[D];重慶大學(xué);2006年

7 鄧學(xué)亮;引信安全系統(tǒng)中高G值雙穩(wěn)態(tài)微加速度開(kāi)關(guān)研究與設(shè)計(jì)[D];南京理工大學(xué);2007年

8 李冠男;基于UV-LIGA技術(shù)的毛細(xì)管電泳芯片設(shè)計(jì)與制備[D];華中科技大學(xué);2006年

9 劉佳;基于MEMS微致動(dòng)器的碟翼流動(dòng)控制研究[D];西北工業(yè)大學(xué);2006年

10 龔懷民;基于MEMS的微機(jī)械濾波器研究[D];電子科技大學(xué);2006年

  本文關(guān)鍵詞：微推進(jìn)器結(jié)構(gòu)與制作工藝研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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