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。     

MEMS材料力学性能的测试方法

介绍国内外MEMS(micro-electro-mechanical system)材料力学性能的测试方法,包括纳米压痕法、薄膜打压法、梁弯曲试验、微拉曼光谱法、单轴拉伸法等.分析各种测试方法的优缺点、基本原理和最新进展.详细介绍单轴拉伸试验方法的试验原理、特点及发展现状, 在此基础上介绍作者们在MEMS材料单轴拉伸试验方面的阶段性研究成果,包括单轴拉伸试样设计、夹具设计、加载方法及应变测量技术等.试样和夹具的设计采用有限元方法模拟不同形状参数试样的拉伸试验过程,确定试样的外形和尺寸.应变测量采用的是激光干涉应变计法(interference strain /displacement gauge, ISDG),并用所研制的微小试样拉伸试验机,成功测得多晶铜薄膜材料的应力-应变曲线.     

微型管拉伸过程的晶体塑性有限元模拟及材料参数拟合

采用晶体塑性有限元模拟微型管件的拉伸试验,通过匹配模拟得到的拉伸曲线和实验得到的拉伸曲线来确定微型管件材料的晶体本构方程的各项参数,为后续的微形管件液压成型工艺的数值模拟提供材料参数,具有重要的工程意义。     

桌面式微型工厂原型系统建模研究

借鉴虚拟制造的建模方法,开展了针对以准分子激光直写刻蚀加工为主要加工手段,以微集成机构为产品对象的桌面式微型工厂建模研究,规划了桌面式微型工厂的框架,确定了系统的结构组成,讨论了组成模块的功能、实现方式及不同模块间的联系与集成关系等。     

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。     

材料磨损与微电子机械系统中的磨损现象

磨损是材料和机械失效的主要原因之一。本文介绍了近年来材料磨损性能材料的进展,磨损的几种破坏机制以及相应的磨损理论模型,并介绍了MEMS中磨损研究的现状。     

微型发电机

美国乔治亚工学院宣布，通过与麻省理工学院的科学家紧密合作，他们已经成功开发出一种微型发电机，直径只有10毫米大小，持续使用时间是现用手机电池的10多倍。科学家们将在微电子机械系统国际会议上公布这一喜人成果。     

微型机械系统

引言用硅腐蚀工艺制造硅机械零件,尺寸小,价格便宜,而且具有“能把传感器执行元件,机械结构和控制电路集成在一块基片上”的可能性。对于执行元件所产生的机械动作采用压电材料来实现。这种微型机械系统潜在的运用领域有两方面: 第一:运用在电子学的装配工作中。新一代电子仪器中,要求同一空间放上越来越多的元件,因此联线多而且短,用大的传统工具会使元件受到破坏,而微型机械系统就适合于电子仪器装配。第二:运用在医学领域中。尽管医学领域中产     

MEMS的概念及其国内外的研究状况

介绍了MEMS的原理及有关技术,论述了该技术在国内外的研究状况及发展前景。     

MEMS中薄膜热物性测试方法研究

介绍关于薄膜热物性的测试方法，分析了各种方法的适用条件，并对一些方法所得的薄膜热物性作了汇总比较，旨在促进MEMS中薄膜热物性测试工作的进一步发展。     

微电子机械系统中典型构件的力电耦合分析及其应用研究

力电耦合是大多数微电子机械系统（尤其是以静电驱动的微机械）的重要特征。文中采用有限元（FEM）结合边界元（BEM）的方法来混合求解MEMS中的力电耦合问题,利用自行研制的程序给出了几种典型构件（平行板、悬臂梁和固支梁）的分析结果,并同其他商业软件（ANSYS和Intelisuite）的计算结果进行了比较。同时,还将这种分析方法应用到微继电器的设计和MEMS构件残余应力的检测中。     

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     

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。     

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。     

MEMS器件的计算机辅助设计与模拟

概要论述了微电子机械系统的计算机辅助设计和模拟过程,分析了MEMSCAD系统所应具有的主要内容和系统模拟中的关键问题,讨论了目前采用的各种模拟系统的模拟形式和应用范围。并结合静电微马达与微米／纳米镊子实例,分析了模块化的CAD软件结构形式以及所用MEMS材料的数据库建立和应用连接,所提出并采用的开发方式适用于微传感器及微执行器等微系统器件的设计与模拟。     

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。     

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。     

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。