MEMS and Microstructures in Aerospace Applications pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

出版者:CRC

作者:Robert, Osiander

出品人:

页数:400

译者:

出版时间:2005-10-06

价格:USD 159.95

装帧:Hardcover

isbn号码:9780824726379

丛书系列:

图书标签:

MEMS
Microstructures
Aerospace
Sensors
Actuators
Modeling
Simulation
Design
Materials
Applications

下载链接在页面底部

facebook linkedin mastodon messenger pinterest reddit telegram twitter viber vkontakte whatsapp 复制链接

想要找书就要到图书目录大全

book.wenda123.org

立刻按 ctrl+D收藏本页

你会得到大惊喜!!

具体描述

The promise of MEMS for aerospace applications has been germinating for years, and current advances bring the field to the very cusp of fruition. Reliability is chief among the challenges limiting the deployment of MEMS technologies in space, as the requirement of zero failure during the mission is quite stringent for this burgeoning field. "MEMS and Microstructures in Aerospace Applications" provides all the necessary tools to overcome these obstacles and take MEMS from the lab bench to beyond the exosphere. This book begins with an overview of MEMS development and provides several demonstrations of past and current examples of MEMS in space. From this platform, the discussion builds to fabrication technologies; the effect of space environmental factors on MEMS devices; and, micro technologies for space systems, instrumentation, communications, thermal control, guidance navigation and control, and propulsion.Subsequent chapters explore factors common to all of the described systems, such as MEMS packaging, handling and contamination control, material selection for specific applications, reliability practices for design and application, and assurance practices. Edited and contributed by an outstanding team of leading experts from industry, academia, and national laboratories, "MEMS and Microstructures in Aerospace Applications" illuminates the path toward qualifying and integrating MEMS devices and instruments into future space missions and developing innovative satellite systems.

航空航天应用中的MEMS与微结构书籍简介本书深入探讨了微机电系统（MEMS）与微结构在航空航天领域中的关键作用、前沿技术和未来发展趋势。随着航空航天技术对轻量化、高精度、高可靠性以及多功能集成的需求日益迫切，MEMS技术凭借其在微型化、高灵敏度和低功耗方面的独特优势，正成为驱动下一代航空航天系统变革的核心动力。本书的结构旨在提供一个全面且深入的视角，从MEMS的基本原理和制造工艺出发，逐步过渡到其在不同航空航天子系统中的具体应用，并对面临的挑战和未来的研究方向进行了详尽的分析。第一部分：MEMS基础与航空航天环境下的挑战本部分首先回顾了MEMS的基本概念、关键物理效应（如压电效应、静电力、热力学效应）以及主流的微纳加工技术，包括光刻、刻蚀（干法与湿法）、薄膜沉积和键合技术。重点阐述了适用于航空航天环境的特殊工艺要求，例如对极端温度、高真空、强辐射和高加速度的耐受性。微系统集成与封装：航空航天MEMS器件往往需要在极端的外部条件下保持其功能完整性和长期可靠性。因此，本书详细讨论了气密封装、真空封装、以及抗辐射加固封装技术。特别是对于涉及到流体、气体敏感测量的MEMS传感器，其封装的有效性直接决定了器件在轨或在役期间的性能表现。材料科学在航空航天MEMS中的应用：航空航天应用对材料提出了极高的要求。本书探讨了硅基材料、聚合物、以及新兴的 III-V族半导体（如氮化镓、砷化镓）在构建高性能MEMS结构中的优势与局限。针对高温、高应力环境，对陶瓷和特种合金薄膜在微结构制造中的应用进行了深入分析。第二部分：关键传感与执行技术在航空航天中的应用 MEMS技术在航空航天领域的核心价值体现在其作为高精度、低质量传感器和执行器的能力上。惯性测量单元（IMU）的革新：本书详细剖析了基于MEMS的加速度计和陀螺仪的设计原理和误差模型。重点讨论了如何通过先进的补偿算法和结构优化，提高MEMS惯导系统的偏置稳定性（Bias Instability）、角速率随机游走（Rate Random Walk）等关键指标，以满足高动态飞行器和卫星姿态控制的需求。此外，对激光陀螺仪的微型化趋势与MEMS振梁式陀螺仪的集成化潜力进行了比较分析。压力与流量传感：航空发动机、火箭推进系统和环境控制与生命保障系统（ECLSS）对压力和流量的实时精确测量至关重要。本书探讨了基于压阻效应、电容效应和谐振腔原理的MEMS压力传感器，特别是针对超高压、腐蚀性介质和极低温环境下的设计策略。对于微流量传感器，书籍分析了热导式和科里奥利力测量方法的优缺点及其在燃料管理和气体监测中的应用。 MEMS执行器在主动控制中的角色：传统的机械致动器往往体积庞大且响应缓慢。本书介绍了应用于主动气动弹性力学（Aeroelasticity Control）、微型推进器（如电喷式微推力器）和自适应光学系统中的MEMS执行器。重点聚焦于静电力驱动、压电驱动和形状记忆合金（SMA）驱动的微型可动结构，及其在快速响应和精密位移控制方面的突破。第三部分：先进功能系统与集成化 MEMS技术的集成化趋势正在改变航空航天电子系统的架构。微型化光学系统与光子学：航空航天通信、遥感和激光指示系统要求高精度的光束控制和光谱滤波。本书详细阐述了MEMS可调谐滤光片、微扫描镜（如扫描数字微镜器件DMDs）和光纤光栅（FBG）传感器的集成技术。这些器件在星载高光谱成像仪、激光通信终端和自适应光学补偿中的应用是重点讨论内容。微流控与热管理：随着电子设备功率密度的增加，高效的热管理成为关键瓶颈。本书分析了MEMS换热器、微通道散热器以及基于微流控的相变冷却系统，它们在保障高性能计算单元和高功率放大器稳定运行方面的重要性。此外，对于化学分析和环境监测任务，微流控芯片在燃料纯度分析和舱内空气质量监测中的集成方案也被详尽介绍。射频与通信：卫星通信和雷达系统对小型化、低损耗的射频（RF）组件需求巨大。本书深入探讨了基于MEMS的可重构滤波器、移相器和开关（RF MEMS Switches）。这些技术如何帮助构建更紧凑、功耗更低、性能更优异的相控阵雷达和卫星有效载荷，是本章节的核心内容。第四部分：可靠性、测试与未来展望航空航天领域的应用对系统的寿命和可靠性要求极为苛刻。航空航天环境下的可靠性工程：本部分着重探讨了MEMS器件在长期服役中面临的物理机制退化问题，如粘附（Stiction）、疲劳、材料蠕变和辐射损伤。书籍介绍了加速老化测试方法、非破坏性检测（NDT）技术（如X射线层析成像、原子力显微镜在封装内部的无损评估），以及如何通过设计冗余和故障诊断系统来提高整体系统的鲁棒性。新兴趋势与研究前沿：展望未来，本书对多功能集成系统（System-on-Chip/System-in-Package）的发展趋势进行了预测。特别是对基于纳米技术和量子效应的下一代传感器（如基于量子点或金刚石色心技术的磁力计和温敏器件）在深空探测和高精度导航中的潜在应用进行了探讨。同时，对增材制造（3D打印）在制造复杂异质结构MEMS器件上的可能性也进行了评估。本书内容翔实，理论深度与工程实践相结合，是航空航天工程师、系统设计师、以及从事微系统技术研究的科研人员和高年级学生的宝贵参考资料。它不仅提供了当前技术的全面概览，更指明了该领域未来向更小、更智能、更可靠方向发展的路径。