Тонкоплёночные электроды актуаторов на основе диэлектрического эластомера для системы виброизоляции


Цитировать

Полный текст

Аннотация

Прецизионное исследовательское и технологическое оборудование, как правило, не способно обеспечить свои паспортные характеристики без качественной системы вибрационной защиты. Активная виброизоляция объекта обеспечивается с помощью дополнительного источника движения – актуатора. Наиболее перспективные по точностным характеристикам актуаторы реализуются на основе интеллектуальных материалов, таких как материалы с памятью формы, пьезоэлектрические и магнитострикционные материалы, электро- и магнитоактивные жидкости и эластомеры. Актуаторы на основе одного из типов электроактивных полимеров, диэлектрических эластомеров, показывают высокие характеристики по точности и быстродействию и работают за счёт деформации рабочего тела под действием высокой разности потенциалов электрического поля. В работе представлено сравнение актуаторов на основе листовых и тонкоплёночных управляющих электродов. Оценено влияние качества поверхности полимера и типа электродов на диапазон перемещений актуатора и максимальные амплитуды колебаний, которые способна подавлять система на основе диэлектрического эластомера. Показано, что формирование электрода методом магнетронного распыления в вакууме позволяет создать тонкоплёночный слой меди, который покрывает эластомер, несмотря на развитую поверхность. Отмечено, что после ионной обработки поверхность эластомера приобретает более равномерную, регулярную структуру, а тонкоплёночный слой электрода качественно формируется по топологии эластомера.

Об авторах

В. С. Щербакова

Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана

Автор, ответственный за переписку.
Email: viktoria.sherbakova97@gmail.com

студент

Россия

А. М. Базиненков

Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана

Email: ambazinenkov@bmstu.ru

кандидат технических наук, доцент

Россия

С. В. Сидорова

Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана

Email: sidorova@bmstu.ru

кандидат технических наук, доцент

Россия

А. Д. Купцов

Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана

Email: alex-kouptsov@yandex.ru

аспирант

Россия

Д. А. Иванова

Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана

Email: Ivanova_D_A@bk.ru

аспирант

Россия

Список литературы

  1. Gao X., Yang J., Wu J., Xin X., Li Z., Yuan X., Shen X., Dong S. Piezoelectric actuators and motors: materials, designs, and applications // Advanced Materials Technologies. 2020. V. 5, Iss. 1. doi: 10.1002/admt.201900716
  2. Mohith S., Upadhya A.R., Navin K.P., Kulkarni S.M., Rao M. Recent trends in piezoelectric actuators for precision motion and their applications: a review // Smart Materials and Structure. 2021. V. 30, Iss. 1. doi: 10.1088/1361-665X/abc6b9
  3. Wang S., Rong W., Wang L., Hui X., Sun L., Mills J.K. A survey of piezoelectric actuators with long working stroke in recent years: classifications, principles, connections and distinctions // Mechanical Systems and Signal Processing. 2019. V. 123. P. 591-605. doi: 10.1016/j.ymssp.2019.01.033
  4. Tzou H.S., Lee H.-J., Arnold S.M. Smart materials, precision sensors/actuators, smart structures, and structronic systems // Mechanics of Advanced Materials and Structures. 2004. V. 11, Iss. 4-5. P. 367-393. doi: 10.1080/15376490490451552
  5. Bastola A.K., Hossain M. A review on magneto-mechanical characterizations of magnetorheological elastomers // Composites Part B: Engineering. 2020. V. 200. doi: 10.1016/j.compositesb.2020.108348
  6. Li Z., Sheng M., Minqing W., Pengfei D., Li B., Chen H. Stacked dielectric elastomer actuator (SDEA): casting process, modeling and active vibration isolation // Smart Materials and Structures. 2018. V. 27, Iss. 7. doi: 10.1088/1361-665X/aabea5
  7. Пелссерс Э.Г.М., Хендрикс К.П., Хаккенс Ф.Й.Г., Хильгерс А., Ван Ден Энде Д.А., Джонсон М.Т. Управление жёсткостью для электроактивных исполнительных устройств: патент РФ № 2748051; опубл. 19.05.2021; бюл. № 14.
  8. Skov A.L., Yu L. Optimization techniques for improving the performance of silicone-based dielectric elastomers // Advanced Engineering Materials. 2017. V. 20, Iss. 5. doi: 10.1002/adem.201700762
  9. Zhang Z.M., An Q., Li J.W., Zhang W.J. Piezoelectric friction – inertia actuator – a critical review and future perspective // The International Journal of Advanced Manufacturing Technology. 2012. V. 62. P. 669-685. doi: 10.1007/s00170-011-3827-z
  10. Yao K., Uchino K., Xu Y., Dong S., Lim L.C. Compact piezoelectric stacked actuators for high power application // IEEE Transactions on Ultrasonics, Ferroelectrics and Frequency Control. 2000. V. 47, Iss. 4. P. 819-825. doi: 10.1109/58.852063
  11. Manohar Shankar B.S., Amith Mathias K., Kulkarni S.M. Influence of filler and processing parameters on the mechanical properties of dielectric elastomer composites // Materials Today: Proceedings. 2020. V. 27, Part 1. P. 221-226. doi: 10.1016/j.matpr.2019.10.058
  12. Панфилов Ю. Нанесение тонких плёнок в вакууме // Технологии в электронной промышленности. 2007. № 3 (15). C. 76-80.
  13. Sikulskyi S., Mekonnen D.T., El Atrache A., Divo E., Kim D. Effects of ferroelectric fillers on composite dielectric elastomer actuator // Actuators. 2021. V. 10, Iss. 7. doi: 10.3390/act10070137
  14. Li J., Huang H., Morita T. Stepping piezoelectric actuators with large working stroke for nano-positioning systems: a review // Sensors and Actuators A: Physical. 2019. V. 292. P. 39-51. doi: 10.1016/j.sna.2019.04.006
  15. Купцов А.Д., Сидорова С.В. Металлические тонкоплёночные покрытия для солнечных панелей // Материалы XXV научно-технической конференции с участием зарубежных специалистов «Вакуумная наука и техника» (16-22 сентября 2018 г., Судак, Крым). М.: Новелла, 2018. С. 187-192.
  16. Sidorova S.V., Kouptsov A.D., Pronin M.A. Problems and solutions of automation of magnetron sputtering process in vacuum // Lecture Notes in Electrical Engineering. 2020. V. 641. P. 944-952. doi: 10.1007/978-3-030-39225-3_101

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML

© Вестник Самарского университета. Аэрокосмическая техника, технологии и машиностроение, 2024

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».