本研究開發了一種LTCC襯板上的膜型壓電閥，設計制造了一種單變形壓動器和一種互補的三維陶瓷結構，閥門的性能通過氣體流量、執行器位移和開關時間來描述，在進一步開發中，主動壓電閥可作為集成Tas(微總分析系統)、生物MEMS或其他微流控系統的一部分。

使用厚度為254米的杜邦PX951板材，用于制造帶有通道的LTCC模塊閥門，三個底層用于支撐通道確保機械穩定性，通道的橫截面為250 米× 210 米，制作在接下來的三層。LTCC結構的總厚度為六層，這入口和出口通道設計為21毫米和18毫米長度分別為：入口、出口和閥座，以便于其它部件的組裝組件。最上面的LTCC膠帶是用于閥座的(2 mm × 2 mm)其被四個光束對準并保持在適當的位置600 米寬，空腔的外徑為10 mm以及內部入口和出口過孔之間的距離空腔為3毫米。后處理和組裝包括將LTCC激光刻劃成單獨的模塊，膠合單體、入口和出口，以及電氣制造人脈，單形態閥的組裝從膠合開始用樂泰WR粘合劑將17毫米鋼箔粘貼到閥座上氰基丙烯酸酯膠，單軸壓力機和硅橡膠緩沖層用于輕微地形成鋼內部閥座，使薄膜和閥座之間產生間隙越小越好，粘合薄膜后，極化的PZ 29壓電圓盤用同樣的粘合劑粘在鋼上。

構建的閥門最初是打開的，并在施加電壓下單晶片的彎曲，獲得4.2–143.3毫升/分鐘的流速閥門處于0.1-1巴壓力下，如圖4所示,每個與開路相比，測量點顯示約4%的泄漏流量，最大值約為7毫升/分鐘。泄漏可以大大減少通過在鋼膜中引入軟材料如橡膠,壓電動器表現出作為函數的減小的位移壓力(圖5)。

另一方面，為了實現更大的位移和流量，應修改執行器的尺寸和邊界條件，或者使用壓電系數較高的材料，還可以引入其他執行器方案。執行器的位移(1.30–1.25m)低于計算預測(～2.25m)，主要原因是陶瓷和鋼之間的膠水過多，以及鋼層變形導致膜的剛度增加，另一方面，由于膠水的彈性和陶瓷頂角的運動不受約束，執行器的邊界條件不像真正的固定條件下那樣剛性。

由于壓電執行器具有較高的剛度和較高的送力能力，因此該閥門具有快速的驅動能力。單變形產生了大約1.3米的位移，使閥門關閉。由于表面粗糙度和LTCC變形，閥門的脫態泄漏率為4%，防止了閥膜的完全密封，泄漏可以通過改善表面質量、減少變形或在閥膜上引入軟材料來凸化。與其他報告的閥門相比，該閥門表現出適度的性能，特別是在泄漏比方面，泄漏比比壓力低于1巴的硅和聚合物基閥門的報告值大數倍，通過進一步的工作，可以大大改善閥門的泄漏情況，由于優越的表面質量和精確的控制間隙，由于非常精確，但昂貴的制造方法，硅基閥門已經提供了良好的密封，基于LTCC的閥門在廉價設備方面具有良好的前景，靈活快速開發高耐久性的新結構，標準的LTCC程序在閥門的制造中是足夠的。然而，應該引入新的技術來減少后處理和細化閥門結構和壓電執行器，以減小尺寸和提高性能。

審核編輯：湯梓紅

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