微型机械的特点,研究现状和应用

简明地叙述了微型机构的特点,综述了微型机构在国内外的研究现状,强调了微型马达的研究在微型机械发展中的重要地位,列举了微型机械应用的典型实例,最后对我国在九五期间发展微型机械提出了一些建议。     

微型材料的拉伸测试方法研究

微电子机械系统技术的迅速崛起,推动了微型材料拉伸测试方法的发展。文中列举几种典型的微型材料拉伸实验方法,具体说明其驱动方式、力和位移测试原理,并介绍实验中的难点,如试样加工、夹持和对中等方法。并进一步分析能满足未来发展需求的拉伸测试原理。     

微型化制造设备与微型制造系统

介绍了微型机床与微型工厂概念提出的背景和科学意义，综述了目前微型工厂／微型制造系统的研究发展概况，探讨了制造设备与系统微型化的关键问题，指出了一些需要开展的研究方向，并提出了几项建议。     

微型机电系统的建模与仿真研究

概述了开展微型机电系统 (MEMS)建模与仿真研究的意义和必要性。提出了MEMS建模与仿真技术的特点 :( 1)多物理场耦合 ;( 2 )材料特性的变化 ;( 3 )依赖快速有效的算法 ;( 4 )原子尺度仿真。分别从器件级仿真、过程仿真和系统级仿真三个层次说明了MEMS仿真的方法。最后结合MEMS建模与仿真技术的发展现状 ,指出了该领域今后的发展趋势。     

新型微型机器人仿真系统建模研究

提出了根据流体润滑理论,建立了微型机器人仿真的系统模型,采用VC 6．0和OpenGL开发了三维动画仿真系统。最后给出了应用该系统进行仿真的一个例子,为微型机器人的研究提供了有效的仿真数据。     

装备制造行业数字化车间的工厂建模原则研究

本文针对装备制造行业的特点,提出了工厂建模中产线、工位设置的原则。为装备制造行业的数字化工厂规划、建设、改造以及数据建模提供了可参考的方向和依据。     

制造系统虚拟环境的多Agent建模方法

建模与仿真是虚拟制造系统的核心，具体的制造系统虚拟环境建模必然会遇到许多新的问题，提出了制造系统虚拟环境的多Agent建模方法，以具体生产线为对象，对系统进行了划分，描述了各Agent的特征，并给出了Agent的定义与实现方法。     

微型机床和桌面工厂

从本期开始,专题将进入第三部分"创新机床的案例"。限于篇幅不能对所有类型的创新机床作全面的介绍,征求各方面的意见后,拟就微型机床与桌面工厂、亚微米高精密机床、新型齿轮机床、大重型机床、钛合金加工机床、复合材料加工机床6方面进行介绍,本专题将于2012年12月结束。     

微型制造工艺

介绍了桌面工厂、吹、微型成形沉淀和微电镀等几种微型制造工艺，分析了它们工艺特点和应用情况，并且概述了微型制造工艺的概况和现状。     

三级建模微型机电系统多学科优化设计法

针对微型机电系统(MEMS)设计所存在的多学科交叉、周期长等问题,以自顶向下的三级建模法为基础,结合多学科优化设计法,提出了基于三级建模的微型机电系统多学科优化设计法.该方法既保持了三级建模法设计效率高的优点,又能够很好地解决MEMS设计中多学科耦合的问题,比较适合复杂MEMS的设计任务,可以进一步提高设计效率.该方法在微加速度计设计中的应用,证明了该方法在MEMS设计中的有效性.     

多晶硅微电子机械构件材料强度尺寸效应研究

为了解构件尺寸的微型化给材料的强度带来的影响 ,利用纳米硬度计通过微悬臂梁的弯曲试验法来测量多晶硅微构件弯曲强度 ,利用电磁驱动微拉伸装置测试了抗拉强度。试验研究表明 ,多晶硅微构件的弯曲强度和抗拉强度表现出随构件尺寸的减小而增加的尺寸效应。统计分析表明 ,多晶硅微构件的平均弯曲强度为 ( 2 .885± 0 .40 8)GPa ,其平均抗拉强度为 ( 1.36± 0 .14 )GPa。研究结果为微机械构件的可靠性设计提供依据     

硅各向异性腐蚀三维计算机模拟系统的建立

文中的工作属于MEMS计算机辅助设计（CAD）中的一部分内容。介绍了如何建立硅各向异性腐蚀三维计算机模拟系统,给出这个工艺模拟系统的结构框图,并就已给出框图中几个重要的方面进行了叙述。在这个框图的基础上,用C语言编写出了相应的模拟硅各向异性腐蚀工艺的软件,并给出软件的界面和演示结果。结果表明硅各向异性腐蚀三维计算机模拟系统建立的合理性。     

高量程加速度计的力学性能分析

提出一种计算加速度计灵敏度和频率的改进方法。该方法在计算微结构的灵敏度和频率时考虑质量块的变形及梁的质量。得到的结果表明，当梁与质量块的厚度比变得较大时，梁的上表面的最大拉应力值不再等于最大压应力值。该方法计算得到的频率和忽略质量块变形与梁质量所得到的频率与ANSYS模拟相比，偏差由90％下降到15％。最后进行了静态测试，结果与改进模型基本相符。     

微电子机械系统中微尺度热物性研究进展

微电子机械系统（MEMS）是结合微电子技术和微机械加工技术制造而成的微型机电一体化系统。MEMS中薄膜材料的厚度可达到微米、亚微米直到纳米量级。由于微尺度效应,薄膜材料的导热规律及其各种热物性参数（如比热、热导率、热扩散率等）与常规材料显著不同。设计MEMS时必须充分考虑微尺度效应,并使用合理的热物性参数值,才能保证微电子机械系统的热稳定性。本文从理论建模、实验测试和计算机模拟三个方面总结了近年来微尺度薄膜热物性的研究进展。     

多晶硅微构件拉伸破坏特性的测量

硅表面工艺是微型机械制造的重要工艺,而多晶硅是表面工艺中最常用的主要材料,它的力学特性直接关系到微型电子机械系统的可靠性和使用寿命,因此对其破坏特性的研究是非常有必要的。本文在概述了国外对体硅工艺和表面工艺制作的构件材料破坏特性研究情况的基础上,提出了利用旋转台对表面工艺制作的多晶硅微梁进行拉伸破坏实验的方法,并在制作的测量系统上进行了实验,得出多晶硅微梁的拉伸破坏强度大于2．0GPa。     

栅结构微机械陀螺运动特性的研究

对一种新型微机振动陀螺原型的运动特性进行了理论分析。采用差分电容信号调制解调方法测量了微机械陀螺驱动和检测模态的幅频特性。理论计算和实验结果表明,在大气状态下,该微机械陀螺驱动模态和检测模态的品质因子具有相近数值,在100左右。测量了驱动模态民激励驱动下,微机械陀螺检测模态的幅频特性,实验结果表明,在无角速度输入的情况下,微机械陀螺在驱动模态和检测模态的谐振模态的谐振频率处发生谐振。     

加速松弛法及其在静电—力耦合问题仿真分析中的应用

基于有限元和边界元耦合法 ,建立了一种新的求解微电子机械系统 (MEMS)中多能量场耦合问题的数值方法———加速松弛法。这种方法能有效地避免使用牛顿法时求解Jacobi方程的困难。算例表明 ,加速松弛法具有收敛速度快、稳定性好等特点。     

国家基金委机械学科在微／内米技术领域资助项目概况

纳米技术是在近年来国际前沿研究领域,世界主要发达国家的政府均投入巨资加强该领域的研究或设立国家研究机构,以期望在纳米材料、纳米生物技术、微纳米加工技术及测量、信息技术和相关国防应用领域取得突破,并形成一个庞大的产业。本文概述了国家自然科学基金委员会机械学科在纳米技术领域中的资助情况,进行了一定的分析和总结,并指出了今后的发展趋势。     

微电子与微电子机械系统（MEMS）中的现代光学测试技术

介绍了微电子和微电子机械系统（MEMS）中几种常用的变形和形貌测量方法以及相关的测量设备。其中相移云纹干涉技术用于微电子器件的面内位移测量,灵敏度可达到纳米量级。显微栅线投影技术用于MEMS的离面变形和形貌测量,灵敏度可达0．1微米。