[发明专利]一种复合静电和压电驱动的微型振膜压缩机

权利要求书

1.一种复合压电和静电驱动的微型振膜压缩机，其特征在于，包括：复合驱动振膜、质心块、压缩机基体、压缩机腔体、弹性止回阀片和压缩机端盖，其中，

所述压缩机腔体为回转曲面型腔体，所述压缩机腔体包括腔体表面介电层；

所述复合驱动振膜包括：柔性薄膜、弹性金属片、压电陶瓷片、电极层和键合胶层，所述压电陶瓷片与所述弹性金属片之间设置所述键合胶层，所述弹性金属片与所述柔性薄膜之间设置所述键合胶层，所述复合驱动振膜通过同步驱动电压信号驱动；

压电驱动器包括所述弹性金属片、所述压电陶瓷片和所述电极层，静电驱动器包括所述柔性薄膜和所述压缩机腔体；

所述同步驱动电压信号同时对所述复合驱动振膜中的所述压电驱动器和所述静电驱动器进行驱动，配合所述压缩机腔体实现对气体的压缩和排气；所述压电驱动器的驱动范围作用于振膜外环区，所述静电驱动器作用于振膜内圆区域，在所述微型振膜压缩机处于排气行程时，静电力驱动所述复合驱动振膜贴向所述压缩机腔体壁面；

所述微型振膜压缩机排气行程结束时，在低压比工况下，所述复合驱动振膜与所述压缩机腔体壁面贴合；在高压比工况下，所述复合驱动振膜与所述压缩机腔体壁面部分贴合；

所述压电陶瓷片采用Z向极化，紧贴于所述弹性金属片中；

所述质心块采用高密度材料，密度＞10g/cm³。

2.根据权利要求1所述的一种复合压电和静电驱动的微型振膜压缩机，其特征在于，分别在所述压电陶瓷片表面的所述电极层和所述弹性金属片中引出导线，用以接收所述同步驱动电压信号。

3.根据权利要求1所述的一种复合压电和静电驱动的微型振膜压缩机，其特征在于，所述柔性薄膜表面的所述电极层为复合金属电极层，所述柔性薄膜表面的所述电极层以及引线通过溅射、电镀和刻蚀获得，所述压缩机腔体采用导电材料加工而成，在所述柔性薄膜和所述压缩机腔体之间施加同步的交变电压驱动信号，形成静电驱动。

4.根据权利要求1所述的一种复合压电和静电驱动的微型振膜压缩机，其特征在于，所述压缩机基体和所述压缩机端盖采用硬质绝缘材料，所述硬质绝缘材料包括聚酰亚胺、聚醚醚酮和有机玻璃，所述压缩机腔体采用导电材料，所述导电材料包括硅或金属材料。

5.根据权利要求1所述的一种复合压电和静电驱动的微型振膜压缩机，其特征在于，所述压缩机腔体表面介电层厚度＜1μm，所述压缩机腔体表面介电层的制备材料包括SiO₂和Al₂O₃。

6.根据权利要求1所述的一种复合压电和静电驱动的微型振膜压缩机，其特征在于，所述柔性薄膜弹性模量＜3GPa，厚度＜0.1mm，所述柔性薄膜包括聚酰亚胺薄膜、PDMS薄膜和金属薄膜。

7.根据权利要求1所述的一种复合压电和静电驱动的微型振膜压缩机，其特征在于，所述压缩机腔体通过车削成型和机械抛光加工而成。

8.根据权利要求1所述的一种复合压电和静电驱动的微型振膜压缩机，其特征在于，采用所述弹性止回阀片控制进气和排气，所述弹性止回阀片采用具有弹性的金属薄片或者有机材料，所述金属薄片包括铍青铜和不锈钢，所述有机材料包括聚酰亚胺和PDMS。

9.根据权利要求1所述的一种复合压电和静电驱动的微型振膜压缩机，其特征在于，所述微型振膜压缩机的腔体结构为单腔或双腔结构。

10.根据权利要求1所述的一种复合压电和静电驱动的微型振膜压缩机，其特征在于，所述微型振膜压缩机腔体各部分通过螺钉紧固连接，并通过定位销钉装配。