Development of Functionally Graded Piezoelectric Actuator for MEMS(Micro Electro Mechanical System) by Powder Process Technology

利用粉末工艺技术开发MEMS(微机电系统)功能梯度压电执行器

基本信息

  • 批准号:
    13650771
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 2.3万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
  • 财政年份:
    2001
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2001 至 2002
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

The purpose of this research is to develop the piezoelectric actuator with functionally graded microstructure(FGM) that has a higher mechanical reliability than the conventional non-FGM actuator aiming at the application of the piezoelectric actuator to the micro electro mechanical system(MEMS). The obtained results are described as follows.1. The electrically induced strain in a PZT piezoelectric plate could be gradually changed by introducing compositionally graded structure of PZT/Pt or porosity-graded structure into a PZT piezoelectric plate. These actuators had no adhesive interface at which the fatigue failure take place, and could electrically make a bending deformation.2. The bending displacement property of the FGM piezoelectric actuator depended on the composition profile, and there existed the optimal composition profile that the bending displacement become the maximum. Moreover, the optimal composition profile could be easily predicted by the modified lamination theory.3. T … More he PZT/Pt compositionally graded piezoelectric bimorph actuator with the optimal composition profile exhibited nearly the same bending displacement as the non-graded bimorph actuator. Therefore, PZT/Pt compositionally graded piezoelectric bimorph actuator is estimated to have enhanced mechanical reliability without degradation the bending displacement characteristics. On the other hand, porosity-graded monomorph actuator exhibited a bending displacement characteristics that inferior to the non-graded unimorph actuator. Then, the profile design of physical properties for improvement of the bending displacement characteristics was attempted by modified lamination theory. As a result, it was predicted to be able to improve the bending displacement characteristics by introducing the profile with decreasing the piezoelectric constant and increasing the elastic modulus and the dielectric constant into the FGM monomorph actuator.4. The porosity-graded piezoelectric preform that have high open porosity and that is suitable for the achievement of the profile design for improvement of the bending displacement characteristics could be obtained by powder processing technology. This means that it is possible to fabricate the FGM monomorph actuator with the higher bending displacement and mechanical reliability by infiltration as a next process. Less
本研究的目的是开发具有功能梯度微结构(FGM)的压电致动器,其机械可靠性比传统的非FGM致动器更高,旨在将压电致动器应用于微机电系统(MEMS)。所得结果如下:1.通过在PZT压电板中引入PZT/Pt组分梯度结构或孔隙率梯度结构,可以逐渐改变PZT压电板中的电致应变。这些驱动器没有发生疲劳失效的粘结界面,并且可以电弯曲变形. FGM压电驱动器的弯曲位移特性取决于材料的成分分布,存在使弯曲位移最大的最佳成分分布。此外,修正的分层理论可以很容易地预测最佳的组分分布.不 ...更多信息 具有最佳成分分布的PZT/Pt成分梯度压电双晶片致动器表现出与非梯度双晶片致动器几乎相同的弯曲位移。因此,估计PZT/Pt成分梯度压电双晶致动器具有增强的机械可靠性,而不会降低弯曲位移特性。另一方面,多孔梯度单晶致动器表现出的弯曲位移特性,劣于非梯度单晶致动器。然后,尝试用改进的层合理论进行改善弯曲位移特性的物性剖面设计。结果表明,通过在FGM单晶驱动器中引入减小压电常数、增大弹性模量和介电常数的剖面,可以改善其弯曲位移特性.通过粉末加工技术可以获得具有高开孔率、适合实现改善弯曲位移特性的轮廓设计的孔隙率梯度压电预制体。这意味着可以通过渗透作为下一个过程来制造具有更高弯曲位移和机械可靠性的FGM单晶致动器。少

项目成果

期刊论文数量(19)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
J.-F.Li: "Piezoelectric ceramic/metal bending actuators with functionally graded microstructures"Proceedings of the 7^<th> International Symposium on Functionally Graded Materials. 399-404 (2003)
J.-F.Li:“具有功能梯度微结构的压电陶瓷/金属弯曲执行器”第七届国际功能梯度材料研讨会论文集。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
J.-F.Li: "Fabrication and evaluation of porous piezoelectric ceramics and porosity-graded piezoelectric actuators"Journal of American Ceramic Society. (in press). (2003)
J.-F.Li:“多孔压电陶瓷和孔隙率梯度压电执行器的制造和评估”美国陶瓷学会杂志。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
李 敬鋒, 高木, 寺久保, 渡辺: "Electrical and mechanical properties of piezoelectric ceramics/metal composites in the Pb (Zr, Ti)O3/Pt system"Applied Physics Letters. 79・15. 2441-2443 (2001)
K. Lee、Takagi、Terakubo、Watanabe:“Pb (Zr, Ti)O3/Pt 系统中压电陶瓷/金属复合材料的电气和机械性能”应用物理快报 79・15 (2001)。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

OKAMURA Hiroshi其他文献

A市における幼稚園・保育所の昼食後の歯磨きおよび口腔体操について
关于A市幼儿园、托儿所午餐后刷牙和口腔锻炼
  • DOI:
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    HASHIMOTO Yuriko;OKAMURA Hiroshi;NINOMIYA Noriko;橋本 由利子
  • 通讯作者:
    橋本 由利子
Development of oral exercise for infants and challenges related to exercise-based intervention
婴儿口腔运动的发展以及与运动干预相关的挑战
  • DOI:
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    HASHIMOTO Yuriko;OKAMURA Hiroshi;NINOMIYA Noriko
  • 通讯作者:
    NINOMIYA Noriko
Effect to blood flow of hard chewing confentionaries
硬咀嚼糖果对血流的影响
  • DOI:
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    HASHIMOTO Yuriko;OKAMURA Hiroshi;NINOMIYA Noriko;橋本 由利子;HASHIMOTO,Yuriko,OKAMURA,Hiroshi
  • 通讯作者:
    HASHIMOTO,Yuriko,OKAMURA,Hiroshi

OKAMURA Hiroshi的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('OKAMURA Hiroshi', 18)}}的其他基金

The characteristic trend of the effects of involvement in music to the fetus, infants on the development of infancy, childhood
音乐参与对胎儿、婴儿对婴儿期、儿童期发育影响的特征趋势
  • 批准号:
    23531078
  • 财政年份:
    2011
  • 资助金额:
    $ 2.3万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Study of active and passive control for the walking assist deice used on the irregular sidewalk with the barrier
带护栏的不规则人行道步行辅助装置主被动控制研究
  • 批准号:
    15360125
  • 财政年份:
    2003
  • 资助金额:
    $ 2.3万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
Experimental Study on Stress Corrosion and Vacuum Effect of Rocks
岩石应力腐蚀与真空效应实验研究
  • 批准号:
    06452360
  • 财政年份:
    1994
  • 资助金额:
    $ 2.3万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for General Scientific Research (B)
STUDY ON THE PROPERTIES AND UTILIZATION OF FISH SCALES
鱼鳞的特性及用途研究
  • 批准号:
    04680088
  • 财政年份:
    1992
  • 资助金额:
    $ 2.3万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
The rapid evaluation system of blast fragmentation in open pit mine.
露天矿爆炸破碎快速评价系统
  • 批准号:
    04555152
  • 财政年份:
    1992
  • 资助金额:
    $ 2.3万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Developmental Scientific Research (B)
Rock Stress Measurement by Hydraulic Fracturing with Hemispherical-ended Borehole
半球形钻孔水力压裂测量岩石应力
  • 批准号:
    03452241
  • 财政年份:
    1991
  • 资助金额:
    $ 2.3万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for General Scientific Research (B)
Study of Pathogenesis in Dysphagia
吞咽困难发病机制的研究
  • 批准号:
    02670767
  • 财政年份:
    1990
  • 资助金额:
    $ 2.3万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
Initial Stress in Underground Rocks
地下岩石的初始应力
  • 批准号:
    63460189
  • 财政年份:
    1988
  • 资助金额:
    $ 2.3万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for General Scientific Research (B)
Study of Swallowing Pressure for Diagnostic Purposes
用于诊断目的的吞咽压力研究
  • 批准号:
    63570810
  • 财政年份:
    1988
  • 资助金额:
    $ 2.3万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
Miniaturization of the system and improvement of the accuracy for Hemispherical Ended Borehole Technique
半球端钻孔技术系统的小型化和精度的提高
  • 批准号:
    62850116
  • 财政年份:
    1987
  • 资助金额:
    $ 2.3万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Developmental Scientific Research

相似国自然基金

锂矿尾砂地聚合物强度PZT压电无损检测技术研究
  • 批准号:
    2025JJ80204
  • 批准年份:
    2025
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
压电性能媲美PZT 的可生物降解有机铁电体的化学设计
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2024
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
基于雕塑PZT/BST薄膜超表面的光—电协同调控太赫兹滤波器研究
  • 批准号:
    U2230111
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    49.00 万元
  • 项目类别:
    联合基金项目
高性能PZT基压电陶瓷多参数共高机理及水声探测器件研究
  • 批准号:
    U2241243
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    259.00 万元
  • 项目类别:
    联合基金项目
力电场作用下PZT/STO/PZT薄膜中铁电泡畴的拓扑演变机制研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2021
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
BMT/PZT 异质叠层薄膜界面应变与耦合效应研究
  • 批准号:
    2021JJ40165
  • 批准年份:
    2021
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
温度与冲击协同作用对PZT的力电响应影响机理研究
  • 批准号:
    12172232
  • 批准年份:
    2021
  • 资助金额:
    62 万元
  • 项目类别:
    面上项目
基于FeGa/PZT薄膜忆耦器的新型信息功能材料与原型器件的研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2021
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
高压调控三元系PZT基压电陶瓷相变及其机理研究
  • 批准号:
    12004300
  • 批准年份:
    2020
  • 资助金额:
    24.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
PZT等柔性氧化物铁电薄膜及其全无机柔性电子器件的研究
  • 批准号:
    61874055
  • 批准年份:
    2018
  • 资助金额:
    64.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似海外基金

PZT-hydrogel integrated active non-Hermitian complementary acoustic metamaterials with real time modulations through feedback control circuits
PZT-水凝胶集成有源非厄米互补声学超材料,通过反馈控制电路进行实时调制
  • 批准号:
    2423820
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 2.3万
  • 项目类别:
    Standard Grant
PZT-hydrogel integrated active non-Hermitian complementary acoustic metamaterials with real time modulations through feedback control circuits
PZT-水凝胶集成有源非厄米互补声学超材料,通过反馈控制电路进行实时调制
  • 批准号:
    2102129
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 2.3万
  • 项目类别:
    Standard Grant
High-performance Pb-free piezoelectrics for substitution of PZT
替代PZT的高性能无铅压电材料
  • 批准号:
    20H02471
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 2.3万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
PZT thin film with perfectly in-plane polarization orientation for 5G high-speed communication technology
用于5G高速通信技术的具有完美面内偏振取向的PZT薄膜
  • 批准号:
    20K15372
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 2.3万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
Advanced characterization of thin-film PZT for enhanced manufacturability and performance of pyroelectric Infrared detectors
薄膜 PZT 的高级表征可增强热释电红外探测器的可制造性和性能
  • 批准号:
    106025
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 2.3万
  • 项目类别:
    Collaborative R&D
PZT single crystal fabricated with ultrasonic-assisted hydrothermal method
超声辅助水热法制备PZT单晶
  • 批准号:
    19K21958
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 2.3万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
PZTナノロッドの分極のソフト化による巨大圧電応答の実現と非鉛材料への展開
软化PZT纳米棒极化实现巨大压电响应及其在无铅材料中的应用
  • 批准号:
    19J21955
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 2.3万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for JSPS Fellows
Development of High Performance Smart Composite Material with Enhancing Domain Density at the PZT/Magnetostrictive Interface for Designing Energy Harvesting, IoT Devices
开发高性能智能复合材料,提高 PZT/磁致伸缩接口的域密度,用于设计能量收集、物联网设备
  • 批准号:
    17H03140
  • 财政年份:
    2017
  • 资助金额:
    $ 2.3万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
Comprehensive study for preferential crystal growth and domain formation mechanism of PZT thin films on metal-oxide nanosheets
金属氧化物纳米片上PZT薄膜优先晶体生长和畴形成机制的综合研究
  • 批准号:
    16K06731
  • 财政年份:
    2016
  • 资助金额:
    $ 2.3万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Development of pizoelectric micromachined ultrasonic transducer array using epitaxila PZT thin films on Si substrates
使用硅衬底上外延 PZT 薄膜开发压电微机械超声换能器阵列
  • 批准号:
    15K18050
  • 财政年份:
    2015
  • 资助金额:
    $ 2.3万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了