метного столика на гониометре возможно применение термостолика,
позволяющего измерять зависимость силовых характеристик микроак-
тюатора от его температуры. Температура нагреваемого столика может
задаваться в диапазоне от 293 до 583 K. При необходимости с помо-
щью гониометра по методике, предложенной в работе [7], возмож-
но измерение деформационных характеристик теплового микроактю-
атора.
Следует отметить, что чем длиннее рычаг, чем меньше трение в
месте крепления оси рычага и точнее рычаг отцентрован по оси (т.е.
левый и правый концы рычага не перевешивают друг друга), тем боль-
ше точность измерений силовых характеристик теплового микроактю-
атора.
Сопоставляя силовые и деформационные характеристики образ-
ца теплового микроактюатора при различных температурах, можно
построить зависимость влияния угла поворота или температуры на
нагрузку, возникающую на хвостовике балки теплового микроактю-
атора, и тем самым установить, какова максимально возможная на-
грузка, воспринимаемая микроактюатором, и как на нее влияет темпе-
ратура. Точность проводимых измерений обусловливается точностью
измерительных средств — гониометра (
±
0
,
1
◦
), цифрового термометра
(
±
1,5 K), встроенного в термостолик, и высокоточных весов (
±
0,3 мг).
Диапазон измеряемых нагрузок составляет от 0,1 мН до 2,15 Н.
Для экспериментов были выбраны образцы тепловых микроактю-
аторов с размером подвижной части 12,15
×
1,5
×
0,18 мм, имеющие в
своей структуре от 30 до 50 параллельных трапециевидных вставок,
образующих V-образные канавки, заполненные полиимидом. Серии
экспериментов были направлены на исследование силовых характери-
стик микроактюаторов при различных технологических обработках, в
том числе при напылении слоя металла и травлении кремния с нижней
стороны микроактюатора. Один из экспериментов был направлен на
изучение силовых характеристик микроактюатора в результате много-
циклового изгиба подвижной балки. В этом эксперименте сравнивали
образцы с внесенными в полимерную матрицу нанотрубками (исполь-
зовались одностенные углеродные нанотрубки с концентрацией в по-
лиимиде примерно 11
×
10
−
3
г/см
3
)
и без них.
Результаты.
На рис. 4 представлена типичная зависимость нагруз-
ки, развиваемой балкой теплового микроактюатора, от угла деформа-
ции. Как следует из рисунка, зависимость носит линейный характер.
При этом нагрузка обращается в нуль при угле деформации 45
◦
. В хо-
де проведенных экспериментов было установлено, что максимальное
значение нагрузки, развиваемой балкой теплового микроактюатора,
составляет 5 мН для образца с размерами подвижной части 12,15
×
×
1,5
×
0,18 мм и числом канавок, равным 34.
88 ISSN 0236-3933. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Приборостроение”. 2011. № 2
