MEMS多晶圆旋转机械：涡轮机，发电机和发动机
作 者： Jeffrey,H.lang
出版时间： 2016
内容简介
《MEMS多晶圆旋转机械：涡轮机、发电机和发动机》作为PowerMEMS领域的一本里程碑式的著作，是由麻省理工学院牵头、历时13年的MEMS微发动机项目研究成果的一个总结。该项目涉及了多个学科的理论与技术，涵盖微制造、薄膜技术、材料科学、结构学、燃烧与传热学、电机科学等多个领域，除麻省理工学院之外还有佐治亚理工学院、克拉克亚特兰大大学、马里兰大学帕克分校等机构一百余名科研人员参与了该项目的研究。PowerMEMS的*终目的是建立微型发电系统，以代替部分现有的常规化学电池系统。便携式电子设备在民用及军事领域的日益普及和发展，致使常规化学电池在能量密度、质量、尺寸等方面成为这类设备的制约因素，实际应用迫切需要一种体积和质量更小的高能量密度电源系统。随着无线无源传感器网络、微型机器人、微型无人机等装置的不断发展，同样需要微型的高能动力装置或独立微型电源来克服现有电池系统的体积重量较大、能量密度低的缺陷。MEMS技术在加工能力，特别是体硅加工与封装工艺方面的日益进步，使得利用MEMS技术制作微型动力装置成为可能，并由此形成了全新的PowerMEMS研究方向。虽然微发动机项目研究仍然任重道远，但是MEMS多晶圆旋转机械中对MEMS工艺，尤其是体硅工艺的研究极具深度与广度，值得MEMS其它领域参考借鉴。
目录
第1章 动力微机电系统（PowerMEMS）简介
1．1 紧凑的便携式能源
1．2 化学能源
1．3 功率系统设计因素
1．4 总结
参考文献
第2章 系统设计和器件综述
2．1 简介
2．2 热力学和尺度效应
2．2．1 机械学尺度效应
2．3 MEMS燃气轮机的设计概述
2．4 轴承和转子动力学
2．5 涡轮机械流体力学
2．6 结构和材料
2．6．1 材料
2．6．2 结构设计
2．7 燃烧
2．8 发动机控制及配件
2．8．1 发动机控制
2．8．2 传感器
2．8．3 燃料控制阀
2．8．4 起动器一发电机
2．9 发动机设计、元件集成、设计演进
2．9．1 电动微马达一压缩机和涡轮机一发电机
2．1 0总结
参考文献
第3章 材料、结构和封装
3．1 引言
3．2 尺度效应与材料选择
3．2．1 尺度效应
3．2．2 材料选择
3．3 室温下的强度设计
3．3．1 力学测试
3．3．2 结构设计
3．4 高温下的强度设计
3．4．1 硅的高温材料模型
3．5 硅的碳化物在混合结构中的使用
3．5．1 SiC/Si混合结构的机械特性
3．5．2 SiC/Si混合结构的制作工艺
3．5．3 机械测试结果
3．6 封装
3．7 总结
参考文献
第4章 微发动机的加工
4．1 前言
4．2 微发动机
4．2．1 轴承测试台
4．2．2 燃烧室
4．2．3 涡轮增压机
4．2．4 自激型发动机（SSE）
4．3 微加工基础工艺
4．3．1 微发动机材料
4．3．2 光刻
4．3．3 特殊光刻工艺
4．3．4 湿法腐蚀工艺
4．3．5 干法刻蚀工艺：反应离子刻蚀（RIE）
4．3．6 深反应离子刻蚀（DRIE）
4．3．7 熔融键合
4．3．8 阳极键合
4．4 微发动机的特有加工
……
第5章 微尺度旋转磁场机械的加工
第6章 微型涡轮机械中的高速气体轴承
第7章 热流体和涡轮机械
第8章 发动机与发电机
第9章 旋转机械的微燃烧室
参考文献
