首先针对动态粘着接触理论和模型研究,采用分子间作用势函数,建立了纳米尺度动态粘着接触的有限元分析模型,突破现有粘着接触模型的局限,模拟分析了接触区对粘着接触的影响;建立了微观规则形貌间的毛细粘着模型,针对Si材料表面模拟分析结果显示,存在针对MEMS构件防粘附设计的最佳形貌;其次,在微构件粘附行为的试验方面,研制开发了微纳粘着接触实验仪,实现可控环境湿度与外加静电场下粘着接触的观测;研究了MEMS微构件工作表面微观形貌对固固粘着接触以及毛细粘附力的影响,提出了适应MEMS器件防粘附设计的构件表面材料、形貌参数与工作临界湿度;揭示了接触区微量液体介质存在下趋近接触与脱附接触中的动态粘着力变化规律,研究了界面粘着力发生动态变化的临界体积、临界刚度、临界间隙等因素;结合原子力显微镜研究了微纳米间隙凝结水介质边界滑移行为,提出了随液体膜厚变化的临界极限剪应力的滑移模型;最后,研究了外电场作用下不同介电薄膜在反复接触下的界面粘着力变化与电荷注入规律,以及耦合湿黏着接触和静电黏着接触的粘着力变化规律;提出了射频MEMS(RF-MEMS)的防静电黏附控制技术。
英文主题词dynamic adhesion contact; capillary adhesion; static-electrical adhesion; micro/nano topography; anti-stiction design