硅微机械动平板表面粘附阻力
以MEMS动平板模型为研究对象,建立了微间隙动平板表面粘附阻力的理论模型,利用界面化学中表面能和粘附功的概念,推导出了光滑平板和开孔平板的表面粘附阻力公式,并探讨了影响表面粘附阻力的诸多因素。在此基础上还设计了拉簧-平板-弯簧器件以进行相应的表面粘附阻力实验研究。理论分析和实验验证均表明,表面粘附阻力随单位面积的液气界面表面能以及平板宽度的增大而增大,随着接触角的减小而增大,且平板工艺开孔的总宽度增大以及平板移动方向的孔数的增多将显著增大表面粘附阻力。
微机电系统中的微观黏滑、黏附与控制
微观黏滑和黏附失效是微机电系统中的常见现象,该现象主要是由于受包括静电力、范德华力及毛细力等各种表面力所起的主导作用而产生的.采用黏着接触理论和运动分析方法,得到了微观摩擦试验中黏滑出现的无量纲黏滑数,表微观黏滑是接触表面特性、形貌参数、接触载荷及滑动速度等综合作用的结果,进而获得黏滑现象的各种临界参数,提出了黏滑行为控制的表面修饰与形貌设计依据;针对微构件的黏附失效,采用Laplace公式并结合微构件的变形分析,探究了毛细力作用下微构件的变形特征与失稳行为,发现其变形过程中存在着不稳定的临界点,对应黏附行为的发生,进而提出了微构件防黏附的结构设计.
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