Mikrozawory krzemowe dla dużych ciśnień - KRZEM - UKŁADY ELEKTRONICZNE - ZAWORY - INSTYTUT TECHNOLOGII ELEKTRONOWEJ - MIKROFLUIDYKA - MIKROHYDRAULIKA - MIKROZAWORY - PAWEŁ KOWALSKI - STOS PIEZOELEKTRYCZNY
Mouser Electronics Poland   Przedstawicielstwo Handlowe Paweł Rutkowski   Amper.pl sp. z o.o.  

Energetyka, Automatyka przemysłowa, Elektrotechnika

Dodaj firmę Ogłoszenia Poleć znajomemu Dodaj artykuł Newsletter RSS
strona główna Aktualności Mikrozawory krzemowe dla dużych ciśnień
drukuj stronę
poleć znajomemu

Mikrozawory krzemowe dla dużych ciśnień

Mikrozawory krzemowe dla dużych ciśnień
fot. Instytut Technologii Elektronowej

W Instytucie Technologii Elektronowej w Warszawie skonstruowano dwa rodzaje zaworów przeznaczonych do stosowania w urządzeniach mikrohydraulicznych. Elementy czynne zaworów wykonano z krzemu z użyciem zaawansowanych technologii używanych w produkcji układów półprzewodnikowych. Nowe mikrozawory mogą pracować z cieczami i gazami znajdującymi się pod bardzo dużym ciśnieniem.

Zawory dostępne w sprzedaży, przeznaczone do instalacji mikrohydraulicznych, są konstrukcjami czysto mechanicznymi i nie gwarantują szczelności pozwalającej na efektywną pracę z płynami pod ciśnieniem wielu atmosfer. W Instytucie Technologii Elektronowej w Warszawie skonstruowano zawory mikromechaniczne wykonane w krzemie za pomocą technologii stosowanych w obróbce materiałów półprzewodnikowych. „Nasze mikrozawory krzemowe gwarantują szczelność sięgającą mikrolitrów na minutę przy ciśnieniach rzędu kilkudziesięciu atmosfer. Sądzimy, że można ją jeszcze poprawić”, mówi jeden z konstruktorów, inż. Paweł Kowalski (ITE).

W Instytucie Technologii Elektronowej zbudowano dwa mikrozawory krzemowe: zwrotny, niewymagający sterowania, oraz przepływowy, kontrolowany elektronicznie za pomocą stosu piezoelektrycznego. Urządzenia należą do kategorii układów mikromechanicznych znanych jako MEMS (Micro Electro-Mechanical Systems). W obu kluczową rolę odgrywają krzemowe membrany oraz specjalnie wyprofilowane gniazda wykonane z dokładnością do pojedynczych mikrometrów.

W zaworze zwrotnym krzemowa membrana pod wpływem ciśnienia działającego w kierunku przepływu odkształca się i ciecz lub gaz mogą swobodnie przepływać. Jeśli kierunek ciśnienia zmieni się na przeciwny, membrana zostaje dociśnięta do otworu wlotowego i go blokuje. O czułości zaworu i zakresie ciśnień, przy których może pracować, decyduje grubość krzemowych wsporników przytrzymujących membranę nad otworem. „Podstawową zaletą zaworu jest jego banalnie prosta konstrukcja”, podkreśla inż. Kowalski.

W zaworze kontrolowanym elektronicznie krzemowa membrana opiera się o stos piezoelektryczny. W zależności od przyłożonego napięcia, stos rozszerza się lub kurczy i odkształca membranę, zamykając lub otwierając przepływ płynu. Jeśli stos jest zasilany napięciem 24 V, zawór będzie pracował przy ciśnieniach do 50 atmosfer. Przy napięciu 150 V ciśnienia mogą osiągnąć wartość 200 atmosfer. Zakres ciśnień można także rozszerzyć bez podnoszenia napięcia, zwiększając rozmiary zastosowanego stosu piezoelektrycznego.

Krzemowe elementy obu zaworów powstają w kolejnych procesach trawienia plazmowego, fotolitografii oraz osadzania tlenków krzemu i aluminium. Zaawansowane technologie produkcji elementów roboczych zaworów, typowe dla procesów produkcyjnych układów elektronicznych, nie są tanie. Jednak w pojedynczym cyklu produkcyjnym na pojedynczej krzemowej płytce można wytworzyć do kilkadziesięciu elementów roboczych, co znacząco obniża cenę jednostkową. Gotowe elementy krzemowe zaworów są następnie montowane w metalowych obudowach.

Prace nad krzemowymi zaworami mikrofluidycznymi zostały sfinansowane ze środków statutowych Instytutu Technologii Elektronowej.


 

Instytut Technologii Elektronowej (ITE) w Warszawie prowadzi badania w dziedzinie elektroniki i fizyki ciała stałego oraz opracowuje, wdraża i upowszechnia nowoczesne mikro- i nanotechnologie w fotonice oraz mikro- i nanoelektronice. Instytut zajmuje się optoelektronicznymi detektorami i źródłami promieniowania, nowoczesnymi laserami półprzewodnikowymi, mikro- i nanosondami pomiarowymi, detektorami promieniowania jądrowego, mikrosystemami oraz czujnikami do zastosowań interdyscyplinarnych, a także specjalizowanymi układami i systemami scalonymi typu ASIC. W celu ułatwienia przemysłowi i jednostkom naukowo-badawczym dostępu do potencjału technologicznego, konstrukcyjnego i pomiarowego, w Instytucie utworzono Centrum Nanofotoniki, Centrum Nanosystemów i Technologii Mikroelektroniczych oraz Laboratorium Technologii Wielowarstwowych i Ceramicznych.

follow us in feedly
REKLAMA

Otrzymuj wiadomości z rynku elektrotechniki i informacje o nowościach produktowych bezpośrednio na swój adres e-mail.

Zapisz się
Administratorem danych osobowych jest Media Pakiet Sp. z o.o. z siedzibą w Białymstoku, adres: 15-617 Białystok ul. Nowosielska 50, @: biuro@elektroonline.pl. W Polityce Prywatności Administrator informuje o celu, okresie i podstawach prawnych przetwarzania danych osobowych, a także o prawach jakie przysługują osobom, których przetwarzane dane osobowe dotyczą, podmiotom którym Administrator może powierzyć do przetwarzania dane osobowe, oraz o zasadach zautomatyzowanego przetwarzania danych osobowych.
Komentarze (0)
Dodaj komentarz:  
Twój pseudonim: Zaloguj
Twój komentarz:
dodaj komentarz
REKLAMA
REKLAMA
Nasze serwisy:
elektrykapradnietyka.com
przegladelektryczny.pl
rynekelektroniki.pl
automatykairobotyka.pl
budowainfo.pl