Рис. 1. Образец микроактюатора (
а
), схема принципа действия микроактюато-
ра (
б
), схема балки (
в
) и упругошарнирного элемента балки микроактюатора
(поперечное сечение канавки) (
г
):
1
— рамка с мезаструктурой,
2
— балка,
3
— хвостовик,
4
— полиимид,
5
— крем-
ний,
6
— подслой;
b
— эффективная толщина полиимида, влияющая на изгиб балки
микроактюатора
мезаструктуре консольной балки, состоящей из параллельных тра-
пециевидных вставок из монокристаллического кремния с ориента-
цией [100], соединенных прослойками, образованными полиимидной
пленкой [3–6]. Чувствительный элемент теплового микроактюатора
включает в себя рамку с мезаструктурой в монокристаллическом крем-
нии и термодеформируемую упругошарнирную слоистую консольно
закрепленную в рамке балку, состоящую из трапециевидных плоских
кремниевых элементов, (в том числе армированных модифицирован-
ными углеродными нанотрубками, адгезионно связывающими крем-
ниевые элементы и образующими трапециевидные упругошарнирные
узлы) и слоев металлизации различного назначения (рис. 1). Принцип
действия теплового микроактюатора основан на термомеханическом
эффекте при использовании в конструкции материалов с различны-
ми температурными коэффициентами линейного расширения (ТКЛР).
Под действием температуры применяемые материалы расширяются
по-разному, причем полиимид с большим ТКЛР деформируется боль-
ше, чем кремний с низким ТКЛР, что приводит к изменению угла
деформации биморфной балки теплового микроактюатора (рис. 1,
б
).
Таким образом, вследствие большого различия в ТКЛР полиимида и
ISSN 0236-3933. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Приборостроение”. 2011. № 2 85
