微机械,也被称为微电机械系统(MEMS),是在较小水平上对工程结构和系统的研究,通常以毫米到微米为单位,单位为百万分之一米。随着物体变小,力学和工程原理也会发生变化,这就要求在分析和开发微型设备时考虑到尺寸。材料的微观力学是在复合材料的单个成分水平上对其进行分析,以预测这些材料在各种条件下的反应。。
医疗领域、手表行业和汽车行业通常使用微机械技术。几乎所有使用工程产品和系统的领域都受益于微机械技术。例如,对微观力学的研究可以帮助工程师确定哪些材料在汽车中使用最安全,哪些材料在碰撞过程中最能抵抗外力的破坏。
微观力学的基础是,当物体变小时,与体积有关的力就变得不那么重要。在微观世界中,重量和惯性不再那么重要,这为在宏观世界中难以实现或不可能实现的小物体和系统提供了新的工程机会。同样,随着物体变小,与表面积有关的力,如摩擦力和表面张力,变得非常重要。
微机械零件比正常尺寸的零件耗电少、价格低、重量轻。这些类型的机器可以使用特殊技术进行高精度制造。例如,工程师可以使用电火花加工(EDM)用导电材料制造涡轮机等零件。
微机械的另一个日益增长的兴趣领域是使用硅,通过照相式工艺制造出非常小的机器。这些机器已经组装好并能正常工作。硅表面微加工使用硅片作为图案表面。一旦图案被逐层蚀刻到晶圆上,多余的硅就会被去除,留下一个功能性的微组件。块体微机械通过移除硅片的一部分来完成类似的任务,留下一个已经组装好的功能性微机械。。
LIGA是德语“平版印刷”一词的首字母缩写。LIGA技术使用X射线光刻技术将图像应用于聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)。然后将PMMA浸入蚀刻介质中以去除不需要的材料,留下微机械。
非均匀材料的微观力学表明,复合材料,或由两种或两种以上不同材料组成的材料,必须与均匀材料区别对待。均匀化用于根据两种材料各自的质量预测两种材料在复合形式的各种条件下的反应。这有助于微工程师预测复合材料的微小变化会如何改变材料的耐久性和其他性能。
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