Детальная информация

Работа посвящена исследованию биморфного термоэлектрического привода каскадной структуры из кремния и алюминия с тонким титановым слоем и разработке энергоэффективной конструкции устройства. Цель работы – разработка энергоэффективного многокаскадного биморфного термоэлектрического привода для микрозеркал. Для достижения данной цели, были поставлены следующие задачи: 1. Произвести обзор литературных источников по теме работы; 2. Построить компьютерную модель каскадного биморфного электротермического привода из Al/Si с тонким слоем Ti; 3. Определить граничное значение смещений от напряжения питания и получить зависимости углов отклонения от толщины слоев привода; 4. Оценить влияние числа каскадов на смещение и целесообразность минимизации градиента температуры за счет геометрии биморфа; 5. Сравнить полученные результаты работы с работами других авторов. В результате исследования получены теоретические знания о конструкционных особенностях биморфных структур, принципах их управления, материалах и их свойствах. Выбран каскадный привод Al-Si с тонким слоем титана в качестве нити накаливания. В ходе эксперимента получены оптимальные размеры, максимальное входное напряжение, вертикальное и угловое смещение и проведен анализ итоговой конструкции. В работе использовано ПО: COMSOL Multiphysics, Microsoft Excel и Microsoft Word.

Object of study is a cascaded bimorph thermoelectric actuator structure made of silicon and aluminum with a thin titanium layer. The subject of the study is the displacement and angular deflection of the actuator depending on the supply voltage, layer thickness, and number of cascades. The aim is to develop an energy-efficient multi‑cascaded bimorph thermoelectric actuator for micromirrors. The following tasks were solved: 1. Review literature sources on the topic of the work. 2. Build a computer model of a cascaded bimorph electrothermal actuator made of Al/Si with a thin Ti layer. 3. Determine the boundary value of displacements as a function of supply voltage and obtain the dependence of deflection angles on the layer thickness of the actuator. 4. Evaluate the effect of the number of cascades on displacement and the feasibility of minimizing the temperature gradient through bimorph geometry. 5. Compare the obtained results with those reported by other authors. As a result of the study, an Al–Si bimorph pair and a cascaded electrothermal actuator with a titanium heating layer were selected, optimal dimensions were determined, and the final design was analyzed in terms of maximum input voltage, vertical displacement, and angular deflection. In the course of the work the COMSOL Multiphysics, Microsoft Excel and Microsoft Word.