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微电子设备磨擦力的新处理方法 |
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| http://cn.newmaker.com
3/21/2007 10:59:00 AM
佳工机电网
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 微型电子设备中的微电子机械系统，即MEMS经常由于磨擦吸附力（在物体表面相互磨擦产生的吸引力）而失效。美国阿肯色大学的科学家研究出一种“表面－外形”技术手段来降低这种力从而使微型部件间的相互影响减弱，使其能正常工作。
机械工程系助理教授邹敏（音译）说：“在MEMS设备中解决磨擦吸附力有两种途径，一种是化学方法——即在表面使用化学药剂来减弱磨擦力；另一种就是外形技术，这种方法很简单，我们设计的纳米凸起可以降低物体表面的接触面积。”
这一项目的目标是制造一个疏水表面，用通用工程基准来说的话就是“水接触角”，疏水性指的是水形成水珠或者水球的过程，就如同雨落在汽车挡风玻璃上的样子（这是用化学手段实现的）。水接触角是一种用来衡量水珠大小的标准，水接触角大于90度的话就可以被认作是疏水的，如大于150度的话则可称作“超疏水”。当水接触角近似180度时，水珠会形成一个近似完美的球面，接触面积是最小的。
只用外形技术手段，邹的研究小组成功的制造了水接触角高达137度的硅表面，还从未有其他科学家在不使用化学药剂的前提下实现过更高的水接触角。邹的研究小组还将表面外形技术和化学手段结合起来进行研究，在这项研究中他们实现了大于150度的水接触角，从而制造出超疏水表面。
邹的研究小组是从无定形硅（没有固定结晶形态和形状的硅）的研究开始的。研究者用铝诱导结晶，使之成为纳米晶粒或微晶粒，形成“粗糙”表面。用常规炉采用退火手段（加热和冷却）诱导无定形硅结晶化。
邹说：“我们证实了通过控制退火的温度和时间，能够控制纳米颗粒覆盖的表面面积”
除了电子设备，研究还可应用于生物医学设备。不仅如此，它还进一步深化了对磨擦学的理解，这项对磨擦的研究，包括接触面相对运动产生的磨损和润滑，可应用于齿轮、轴承以及电脑硬件中的磁头表面。
邹的这项研究1月发表于美国机械工程学会召开的微型和纳米系统集成与工业化国际大会上，并获得了大会的最佳论文奖。
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