非晶态与玻璃结构报告微成形.pptx

华中科技大学材料科学与工程学院李宁博士E-mail:Mobile:华中科技大学材料成形与模具技术国家重点实验室2011.2.22非晶合金的热塑性微成形与精密复制

CompanyLogo报告提纲非晶微器件/结构的的应用4研究基础及硬件条件5非晶合金的精密复制及微成形3MEMS及市场需求1非晶合金作为微成形材料的优势2

CompanyLogo1MEMS及市场需求1.1WhatareMEMS?MEMS（Micro-Electro-MechanicalSystems），也称为微机电系统/微机械/微系统。它可分成几个独立的功能单元，包括微结构元器件、微传感器、微执行器和微系统等。简单来说，其工作原理是外部环境物理、化学和生物等信号输入，通过微传感器转换成电信号，经过信号处理（模拟信号或数字信号）后，由微执行器执行动作，达到与外部环境“互动”的功能。

CompanyLogo胰岛泵[Debiotech,Switzerland]1MEMS及市场需求微型机器蜜蜂仅2.4毫米高(2012.2.23)微型飞机血管潜艇微型芯片

CompanyLogo典型MEMS微器件应用领域?1)MEMS在空间科学上的应用2)MEMS在军事国防上的应用3)MEMS在汽车工业上的应用4)MEMS在医疗和生物技术上的应用5)MEMS在环境科学上的应用6)MEMS在信息技术领域中的应用MEMS在导航、飞行器设计和微型卫星等方面有着重要应用。如：基于航天领域里的小卫星、微卫星、纳米卫星和皮米卫星的概念，提出了全硅卫星的设计方案，整个卫星的重量缩小到以千克计算，进而大幅度降低成本，使较密集的分布式卫星系统成为现实。用MEMS技术制造的微型飞行器、战场侦察传感器、智能军用机器人和其他MEMS器件，在军事上的无人技术领域发挥着重要作用。美国采用MEMS技术已制成尺寸只有10cm×10cm的微型侦察机。汽车发动机控制模块是最早使用MEMS技术的汽车装备，在汽车领域应用最多的是微加速度计和微压力传感器，并且以每年20%的比例在迅速增长。此外，角速度计也是应用于汽车行业的重要MEMS传感器，它可用于车轮的侧滑控制。采用体微加工技术制作的各种微泵、微阀、微镊子、微沟槽和微流量计等器件适合于操作生物细胞和生物大分子。由于MEMS器件的体积小，能够进入很小的器官和组织，同时又能进行细微精细的操作，因此可以大大提高介入治疗的精度，降低医疗风险。利用MEMS技术制造的微型仪器在环境检测、分析和处理方面大有作为，它们主要是由化学传感器、生物传感器和数据处理系统组成的微型测量和分析设备,其优势在于体积小、价格低、功耗小和易于携带。MEMS技术的发展对信息技术产生了深远的影响。近年来，MEMS又逐渐向光通讯领域渗透，形成了由微光学、微电子学、微机械学和材料科学相结合的全新研究领域，即微光电子机械系统（MOEMS）。1MEMS及市场需求

CompanyLogo由于市场持续强劲需求，预计2011年MEMS市场增长16％，达到100亿美元规模。到2016年底，MEMS市场规模将接近200亿。1.2Market1MEMS及市场需求

CompanyLogo1）Surfacemicromachining先在衬底表面生长薄膜，通过对薄膜进行光刻、刻蚀等形成结构。1.3Fabricating1MEMS及市场需求2）Bulkmicromachining可实现较厚微结构的加工，如目前单晶硅的DRIE法。

3）Electrodeposited(LIGA)利用X光射线光刻，通过电铸成形和铸塑形成深层微结构方法。可加工各种金属、塑料和陶瓷等材料。LIGA工艺对设备的要求较高，生产费用较昂贵，成品率低、加工周期长、效率低、有污染。不能实现体成形。效率低、使用寿命低、成本高。

CompanyLogo1.3Fabricating4）Hotembossing塑性成形技术具有工艺简单、成本低、效率高、成形件尺寸精度高等优势，是批量制造微小零件的理想方法。1MEMS及市场需求

CompanyLogo1.4Challengeinmaterial晶粒效应1MEMS及市场需求严重影响材料的塑性变形行为,流动应力，各向异性，延伸率及成形极限等

CompanyLogo2BMG作为微成形材料的优势1)非晶合金在原子尺度上具有结构均匀性，在微成形时不存在“晶粒效应”，且成形件具有良好的表面光洁度。2)其次，非晶合金在微细尺度下仍能保持较晶态金属材料更加优异的机械性能。Appl.Phy.Lett.,91(2007),161913

CompanyLogo2BMG作为微成形材料的优势3)非晶合金