MEMS可靠性 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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页数:246

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出版时间:2009-3

价格:50.00元

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isbn号码:9787564115753

丛书系列:

图书标签:

• MEMS
• 可靠性
• 微机电系统
• 传感器
• 失效分析
• 测试
• 封装
• 材料
• 加速寿命测试
• 环境应力筛选

图书简介：精细机械与系统设计 书名：精细机械与系统设计 作者：[此处留空，或填写虚构作者名] 出版社：[此处留空，或填写虚构出版社名] 字数：约 1500 字 --- 内容提要： 本书是一部全面阐述当代精细机械系统设计、制造与应用的前沿专著。它深入探讨了从微观尺度到宏观集成系统的构建原理与工程实践，涵盖了精密运动控制、先进传感技术、微纳加工工艺以及系统集成与优化等多个核心领域。全书旨在为机械、电子、材料及控制工程领域的工程师、研究人员和高年级学生提供一个坚实的理论基础和丰富的实践指导，助力读者掌握设计和实现高精度、高性能精细机械系统的关键技术。 --- 第一部分：精细机械基础理论与尺度效应 本部分奠定了理解精细机械系统的理论基石，重点分析了在微米和亚微米尺度下，传统机械理论所面临的挑战及新的物理现象。 第一章：尺度效应与表面物理 尺度依赖性理论： 探讨了当特征尺寸进入微米量级后，材料的力学性能、摩擦学行为及热力学特性如何发生显著变化。重点分析了表面能、范德华力、静电力和毛细力等表面效应在精细机械运动中的主导作用。 微纳接触力学： 介绍接触理论的演进，包括 Hertz 理论在微尺度下的修正，以及如何利用原子尺度模拟（如分子动力学）来预测微纳接触的真实行为。 润滑与磨损的微观机理： 详细阐述了在极端压力和速度下，薄膜润滑、边界润滑以及干摩擦的机制。探讨了表面粗糙度对摩擦系数和磨损率的非线性影响。 第二章：精密机构学与运动学 位置、速度和加速度的精确控制： 深入分析了高分辨率运动系统的运动学建模，包括正运动学、逆运动学、以及雅可比矩阵在非线性系统中的应用。 挠性铰链设计： 聚焦于柔顺机构（Compliant Mechanisms）的设计原理。通过应变能法和有限元分析，讲解如何设计具有零回差、无限寿命且无需润滑的集成式柔性关节。 结构误差的量化与补偿： 讨论了机械系统制造和装配误差的传播规律，并引入误差预算方法，指导设计者在初始阶段控制系统精度。 第二部分：先进制造工艺与材料选择 本部分聚焦于实现高精度结构所需的关键制造技术和材料特性，强调了工艺与设计的一体化。 第三章：微纳加工技术 传统超精密加工： 涵盖了金刚石车削、点阵磨削和精细研磨等技术，特别是如何通过优化刀具路径和切削参数来实现表面粗糙度小于 10 纳米的目标。 光刻与集成技术： 详细介绍半导体工业中成熟的平版光刻技术（如 DUV、EUV）在制造微机械结构中的应用，以及深反应离子刻蚀（DRIE）工艺的参数控制。 增材制造（3D 打印）在精细机械中的应用： 评估高分辨率光固化（SLA/DLP）和电子束熔融（EBM）等技术在快速原型制作和制造复杂几何结构方面的潜力与局限性。 第四章：功能材料与表面工程 特种工程材料： 比较了高强度合金、陶瓷、聚合物（如 PEEK、PDMS）以及新型复合材料在精细机械中的适用性，重点关注其热膨胀系数、刚度和耐腐蚀性。 薄膜沉积与表面改性： 介绍化学气相沉积（CVD）、物理气相沉积（PVD）技术在构建功能性涂层（如减反射、耐磨、疏水涂层）中的应用。 压电与智能材料： 探讨了压电陶瓷（PZT）和形状记忆合金（SMA）作为高精度驱动或传感元件的本构关系和集成方法。 第三部分：传感、驱动与系统集成 本部分深入研究了驱动精细机械运动的核心执行机构和反馈系统，以及如何将它们有效地整合为一个功能实体。 第五章：高精度驱动与执行器 电磁驱动系统： 分析了直线电机、音圈电机（VCM）的动态特性，重点讲解如何通过优化磁路设计来提高其零点稳定性和抗负载能力。 压电驱动器（Piezo Actuators）： 详细介绍压电驱动器的工作原理、迟滞非线性和蠕变现象，并介绍消除这些非线性误差的反馈控制策略（如闭环驱动电路）。 流体驱动与微泵： 探讨微机电系统（MEMS）中常用的静电、热驱动以及微流控泵的设计与流体动力学建模。 第六章：精密测量与反馈控制 非接触式传感技术： 详述了电容式、光纤干涉测量法、激光多普勒测速仪等技术在亚纳米级位移测量中的应用，包括噪声抑制和数据采集速率的优化。 运动控制算法： 介绍了先进控制策略，如基于滑模控制（SMC）、自适应控制和鲁棒控制在应对系统不确定性、负载变化和外部扰动时的有效性。 系统集成与封装： 讨论了将微电子器件、驱动器和传感器安全、可靠地集成到复杂机械系统中的封装挑战，包括热管理、电磁兼容性（EMC）和环境隔离。 第四部分：系统应用与案例分析 本部分通过具体的工程实例，展示了精细机械与系统设计原理在不同工业领域的实际落地。 第七章：高精度光学系统 自适应光学（AO）： 分析了波前传感器、变形镜（Deformable Mirrors）的工作原理，及其在天文望远镜和生物成像中校正大气湍流或光学畸变的应用。 超精密定位平台： 介绍了多自由度（DOF）压电纳米定位台的设计，如何通过交叉耦合补偿技术实现亚纳米级的解耦运动。 第八章：微流控与生物医学工程 芯片实验室（Lab-on-a-Chip）： 探讨了微泵、微阀集成在微流控芯片中的设计，实现对微量流体的精确分流、混合与检测。 高分辨率成像系统： 介绍聚焦离子束（FIB）显微镜和扫描电子显微镜（SEM）中精密样品台的设计要求，以及对振动隔离的需求。 总结与展望： 本书最后总结了当前精细机械工程面临的瓶颈，如系统的小型化、智能化和极端环境下的可靠性问题，并展望了未来在量子精密测量和柔性电子集成方面的发展趋势。 --- 读者对象： 从事精密仪器、自动化设备、半导体设备、航空航天以及生物医学工程领域的研发工程师。 研究生及以上层次的机械工程、电子工程、材料科学专业学生。 对高精度运动控制和微纳系统设计感兴趣的专业技术人员。

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