作　　者： ; ; ;

机构地区： 清华大学机械工程学院摩擦学国家重点实验室

出　　处： 《纳米技术与精密工程》 2005年第2期97-100,共4页

摘　　要： 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. Micro stick-slip and stiction failure are familiar phenomena in microelectromechanical systems due to the dominant role of various surface forces including electrostatic force, van der Waals force and capillary force. Based on adhesion contact model, a dimensionless stick-slip number is proposed, which implies that micro stick-slip behavior results from a comprehensive function of surface properties, topography, contact load and sliding velocity. Therefore, critical parameters of micro stick-slip are obtained as well as the control measures, in which a proper design of wave length of topography is suggested. Additionally, capillary force-induced stiction behavior is investigated based on deformation of a micro cantilever, critical point of stiction is obtained, which provides structure design principle for the avoidance of stiction of micro cantilever.

关 键 词： 微机电系统 黏附 微观 微构件 运动分析 接触理论 主导作用 范德华力 摩擦试验 表面特性 综合作用 滑动速度 接触载荷 临界参数 设计依据 表面修饰 行为控制 变形分析 变形特征 变形过程 结构设计 静电力 表面力

领　　域： [机械工程] [轻工技术与工程]