微流量泵与微流量传感器的系统集成

介绍了一种实现微流量泵与微流量传感器系统集成的方法，该方法利用双金属驱动微流量泵驱动结构的特点，在微泵双金属驱动单晶硅膜上集成制作微流量传感器，使驱动单元既有驱动功能又有流量检测功能，为进一步实现微流量控制系统奠定了基础。     

用于微机械器件和微电子机械系统的关键技术：微机械技术

微机械技术是研究，生产微机械器件和微电子机械诉关键技术，熟练掌握并不容易。本文总结了三个单位为时数年在微机械技术方面的研究成果，重点介绍我们首创的三项技术，即自对准的准三维加工技术，硅三维结构的无掩模腐蚀技术和硅／硅低温直接键合技术，也提到我们开展过的其他几项微机械技术以及所制作的几种微机械器件的参数或结果。     

德国联邦物理技术研究院（PTB）气体微流量计量评介

在真空技术应用中，高精度气体微流量计用于连续膨胀法校准系统压力的产生、漏孔漏率的测量以及真空泵抽速的测定。FIB先后研制了三代气体微流量计，第一代为手动型，第二代为半自动型，第三代为全自动型。本详细介绍了FIB研制的气体微流量计的性能和特点，并介绍了气体微流量计在真空漏孔的漏率测量方面的应用。另外，还介绍了FIB最近研制的大气压力下漏孔漏率测量系统的性能和特点。     

光子计数成像器件

论述了光子计数成像器件的基本原理，对多阳极微通道板阵列器件，叠合阳极，楔条形阳极和Ｓｉ位敏阳极结构的光子计数成像器件分别作了介绍，给出了ＧＤＢ－６０１型ＭＣＰ－ＰＭＴ的一些实验结果。     

飞秒激光加工微纳光学器件

光学器件正在向着小型化、集成化以及柔性可变形等方向发展，基于集成微纳光学器件的光学系统以其较低的功耗、快速的响应时间以及高信息容量等优势脱颖而出。然而目前的高精度微纳加工手段如聚焦离子束(focused ion beam,FIB)刻蚀、半导体光刻等工艺复杂，且缺乏灵活性。飞秒激光作为一种非接触、高精度、高脉冲强度的“冷”加工工具在微纳加工方面受到格外青睐。本文首先阐述了飞秒激光加工微纳光学器件的背景及相关机理，然后讨论了提高飞秒激光加工分辨率的各种方法，接着综述了基于飞秒激光的多种先进加工手段，其后总结了近年来飞秒激光加工微透镜、光栅、光波导以及光子晶体方面的代表性研究进展。最后，本文概括了飞秒激光加工微纳光学器件研究领域所面临的挑战以及未来发展方向。     

微悬臂梁动态特性表征用真空系统的仿真研究

本文研究了用于表征微悬臂梁动态特性的高真空系统,研究了用于夹持微悬臂器件的样品台和用于调节真空室内压力的精密可调漏气阀.该阀在不同压力区间下采取机械机构和压电陶瓷驱动器改变阀门开度,具有精度高、适用范围广等优点,利于实验研究和工程测试.模拟分析结果表明该阀能精确调节10-6Pa～103 Pa内压力.系统设置了减振支架和底座,用波纹管连接真空室和抽气系统,对系统振动信号的模拟计算表明所用减振支架和底座能够减小杂质振动信号对微悬臂梁动态特性测定的干扰.采用一般商用漏气阀控压,对微悬臂梁品质因数的测定实验结果表明了表征系统及精密阀的实用前景.     

基于真空吸附的微器件受力分析研究

微装配的对象主要是微米级或亚毫米级尺寸的微器件,这些微器件的轻、小、薄、软的特征对微夹持器的夹持方式和夹持力的控制提出了非常严格的要求和限制。本文针对平板类微器件设计了一种真空吸附式微夹持系统,不仅可以吸附不同形状和尺寸的零件,而且可以实现零件位姿的调整和接触力的检测。在只考虑范德华力的情况下,本文重点建立了微器件的吸附力学模型,为实现稳定吸附与释放提供了计算依据。最后完成了精度要求为平行度误差不大于8μm的微组件装配实验,装配效果良好。     

光子计数成像器件

论述了光子计数成像器件的基本原理，对多阳极微通道板阵列器件、叠合阳极、楔条形阳极和Si位敏阳极结构的光子计数成像器件分别作了介绍，给出了GDB-601型MCP－PMT的一些实验结果。     

悬桥式微流量传感器

本文报导了悬桥式微流量传感器的制作以及特性测试，这种传感器采用硅微机械加工技术在硅片上制作微悬桥，微悬桥由二氧化硅、ＬＰＣＶＤ多晶硅、ＬＰＣＶＤ氮化硅三明治结构材料组成。该传感器可测量０．０１～１００ＳＣＣＭ的气体流量，其响应时间小于１０ｍｓ，芯片尺寸为７×６ｍｍ２。     

AuGeNi—n型GaAs欧姆接触界面微区结构与接触电阻率的关系

欧姆接触是砷化镓器件中的基本单元，它的电性能极大地影响器件的质量。在众多的欧姆接触系统中，ＡｕＧｅＮｉ系统应用最为广泛。利用扫描俄歇电子微探针对离子注入重掺杂的ｎ型ＧａＡｓ上利用快速热合金制备的ＡｕＧｅＮｉ欧姆接触进行了研究，比较了不同退火温度下欧姆接触的电性能和微区界面结构，对界面微区结构与接触电阻的关系进行了探讨，提出了产生低阻接触的理想微区结构，为工艺参数的选择提供了有益的依据。     

流动聚焦微气泡流型分布及控制参数实验

介绍了一种基于毛细管流动聚焦方法制备微纳米量级气泡的流动聚焦微流控芯片．以水和空气为工质,在一定的压力和流量下,利用高速摄影技术研究微气泡的尺寸、发生频率和形成过程．分析了表面张力、气体压力、液体流量等参数对微气泡直径和发生频率的影响．实验结果表明,该微流控芯片可以稳定产生直径微米量级的微气泡,操作简单,在微反应器和生物、医药等领域有良好的应用前景．     

粉末微注射成型的研究进展

粉末微注射成型由于其市场前景广阔而迅速成为当今的研究热点,但由于其流动机理尚不明朗导致产品质量不稳定.介绍了当前研究粉末微注射成型的流动模型,以及在粉末材料、粘结剂与脱脂、注射机与模具、烧结及尺寸控制方面的研究进展.指出研究的关键在于从两相流模型和颗粒模型在微尺寸型腔的流动机理入手,提高微型零件尺寸精度、力学性能及改善微观组织结构.     

微型无阀泵参数化结构设计及测试

 从理论计算和试验两方面研究了用于微流控化学分析芯片的微型无阀泵流动特性，初步建立了微型无阀泵流道结构的数学模型，重点讨论了结构参数的选取原则及相应的流动阻尼系数的计算方法． 通过试验验证了数值计算的可靠性，为微型无阀泵参数化设计及优化提供了理论依据及经验曲线．     

霍尔电推进系统中的微流量控制器

介绍了微流量控制器在霍尔电推进系统中的应用状况。微小流量的精确控制是霍尔电推进系统协调工作的基础。根据内部节流元件的不同,目前国际上电推进系统中使用的微流量控制器主要有金属毛细管式、金属多孔材料式和节流孔板式等几种形式。俄罗斯研制的微流量控制器多为金属毛细管式和节流孔板式;美国和欧洲电推进系统上使用较多的是金属多孔材料式微流量控制器。此外,近年来国外新发展了一种磁致伸缩材料的流量比例控制阀,也可用于电推进系统的微流量控制。国内研制的整体式结构金属多孔材料微流量控制芯体,可以取代目前正在使用的普通过滤多孔材料,使其无论是性能、寿命,还是可靠性等方面都有极大的提高。     

激光干涉仪在气体微小流量测量中的应用

为了提升气体微小流量的校准能力,拓展流量校准范围下限,以被动活塞式玻璃体积管主标准器作为研究对象,提出一种使用激光干涉仪实时测量活塞移动位移从而计算得出标准流量的方法,将流量范围下限从1 mL/min 扩展至0.01 mL/min。开展了流量重复性试验及标准流量不确定度分析,试验结果表明该标准器在扩展的微小流量范围内具有良好计量性能,满足溯源校准要求,实现了微升级微小气体流量校准的技术突破。     

精密微小装配系统柔性化技术

随着产品的微小型化, 人工装配作业的难度增大, 无法满足高性能微小器件装配的要求, 研制微小装配自动化设备是解决装配难题的有效途径。由于装配任务的多样化, 同时伴随着器件的改进或产品的升级, 以及缩短研发周期等诸多因素, 要求研制的微小装配设备能够对产品的快速变化做出响应。因此, 柔性化微小装配设备的研发是应对这一挑战的关键。本文重点介绍提升微小自动化装配系统柔性化的主要技术和方法, 即设备模块化方法和微小零件操作工具的自动换接, 并总结了研究进展, 在此基础上, 面向某一类微小器件的精密装配,提出了柔性微小装配设备的系统架构, 并简要介绍了基于这些系统架构所研制的精密微自动化装配设备。论文旨在为柔性化微小装配设备的研制提供一定的参考。     

微注塑成型充模流动中的表面张力

微尺度通道中的高聚物熔体流动行为与宏观熔体流动有许多不同。基于对微注塑成型中的熔体充模流动特性的理论分析,建立了微小通道中熔体流动的表面张力模型,并以不同的表面张力系数和不同接触角,对矩形微通道中的熔体流动速度分布进行了数值模拟。结果表明,接触角小于90°时,熔体在通道壁面附近具有最大速度;接触角大于90°时,熔体在壁面处具有最大速度。无表面张力时,熔体填充流动所需时间明显长于有表面张力时的填充时间,即表面张力对微小通道中的熔体流动具有促进作用。     

聚合物基微纳米复合材料的制备及微型注塑加工研究

微型高分子功能器件具有独特优点,发展迅速,应用广泛,是当今科学技术的重要前沿,迫切需要发展高性能多功能聚合物基微纳米复合材料,实现其微型注塑加工。介绍了近年来作者课题组在聚合物基微纳米复合材料制备及其微型注塑加工方面的研究进展:通过有机/无机杂化、固相剪切碾磨、纳米复合、分子复合及熔融共混技术等制备适合于微成型加工的高性能多功能聚合物基微纳米复合材料,如尼龙11/钛酸钡压电复合材料、聚乙烯醇/羟基磷灰石生物医用纳米复合材料、聚氨酯/碳纳米管导电复合材料等。解决了微纳米填料难分散、复合体系难加工的难题,实现了聚合物基微纳米功能复合材料的微型注塑加工,研究了其流变行为和充填行为,调控和优化了微型制品的结构与性能,为制备高性能多功能的聚合物微型器件提供了新材料、新技术和新理论。     

微致动器用于翼面流场主动控制规律研究

面向主动流动控制研发了气泡型微致动器及其阵列技术和MEMS合成射流器技术．对气泡型微致动器参与下的飞行器翼面流场进行了数值模拟,并结合翼型开展了风洞实验,研究了气泡型微致动器对气动性能的影响规律．阐述了微型合成射流器及其微流场特性,研究了合成射流抑制失速、提高升力的机理．结果表明,在翼型上对微致动器进行合理布置,采用适当的控制参数,可以实现对翼面绕流的有益主动控制,达到增加升力、改善失速特性等目的．     

微机电系统热式流量传感器计量原理的数值研究

采用计算流体力学仿真手段,根据MEMS热式流量传感器的计量原理进行机理建模,对不同流速下微机电系统传感器表面的温度场分布进行数值模拟与分析,考察了传感器温差输出信号与标准流速之间的关系,所得结论与理论相符。同时,通过与实验数据比较,验证了仿真模型的正确性。此外,通过分析热式流量传感器在不同温度和压力下的热场特性,发现其存在一定的温度和压力效应。当工作温度、压力波动较大或严重偏离标定状态时将带来较大的测量误差。