Design, Modeling, Fabrication and Control of PMN-PT Piezoelectric Systems. - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2016

Design, Modeling, Fabrication and Control of PMN-PT Piezoelectric Systems.

Conception, Modélisation, Fabrication et Contrôle des systèmes piézoélectriques en PMN-PT.

Résumé

This work proposes the use of a novel material, called PMN-PT, that futher aids the miniaturization of complex systems used in different technologies. The work is presented within the collaborative framework of two projects, MIOP and ADMAN. The end-needs account for actuators capable of delivering high displacement, while maintaining system simplicity and reliability. The focus is on the versatility of the PMN-PT piezoelectric material, due to its electro-mechanical properties. The work includes an overview on what influences the electro-mechanical properties focusing on two different, though very potent cuts: anisotropic [011] and longitudinal [001]. They were chosen for generating large displacement and high dynamics with small volume. For PMN-PT[001] a cantilever structure was studied, for which the model was improved taking into account the material specificities. Displacements and forces were found to be superior to a similarly dimensioned PZT actuator, whilst having reduced non-linearities. This is exemplified with a 6 DoF capable microgripper. The PMNPT[001] longitudinal cut based actuator study follows. This is done by using PMN-PT as a simple, easy to integrate, bulk actuator. The findings demonstrate the improvements PMN-PT can bring to micro-spectrometry and image correction with micro-mirror displacement. A bulk PMN-PT micro actuator was integrated into a MOEMS compatible structure and presented.
Ce travail propose l’utilisation d’un nouveau matériau, appelé PMN-PT, qui continue aider la miniaturisation des systèmes complexes, utilisés dans des différentes technologies. Le travail est présenté dans le cadre de collaboration entre deux projets, MIOP et ADMAN. Les besoins tien compte que les actionneurs soient capables de délivrer de haute déplacement tout en conservant la simplicité et la fiabilité du système. L’accent est mis sur la polyvalence de ce matériau piézoélectrique, PMN-PT, en raison de ses propriétés électro-mécanique. Le travail comprend un aperçu sur quoi influence les propriétés électro-mécaniques du PMN-PT. L'accent est mis sur deux différentes, mais très puissants coupes: anisotrope [011] et longitudinale [001], choisi pour grand déplacement et haute dynamique avec un volume petit. Pour le PMN-PT[001], une structure de type poutre a été étudié, avec un modèle amélioré pour prendre en compte les spécificités de matériel. Les déplacements et forces ont été trouvés d'être supérieur à un actionneur en PZT, similairement dimensionnée, tandis que avoir des non-linéarités réduites. Ceci est illustré avec une micropince avec 6DDL. L’étude de PMN-PT [001] coupé longitudinal suit. Cette ´etude a été fait en utilisant PMNPT comme un actionneur avec une structure simple, facile à intégrer. Les résultats d´emontrent les améliorations PMN-PT peut apporter à micro-spectrométrie et la correction d’image avec des micromiroir mobiles. Un micro actionneur PMN-PT a été inégré dans une structure compatible avec des MOEMS et présenté.
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Dates et versions

tel-01299667 , version 1 (08-04-2016)

Identifiants

  • HAL Id : tel-01299667 , version 1

Citer

Adrian Dragos Ciubotariu. Design, Modeling, Fabrication and Control of PMN-PT Piezoelectric Systems.. Engineering Sciences [physics]. Université de Franche-Comté, 2016. English. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-01299667⟩
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