介觀尺度MEMS器件的納米磁性液體磁控潤滑研究.pdf

1、介觀尺度MEMS器件的工作間隙小，且運轉速度高，相對于傳統(tǒng)機械而言，其摩擦問題顯得更加突出。由于缺乏有效的潤滑手段，嚴重阻礙了MEMS器件的開發(fā)應用。為此，本文嘗試采用低表觀粘度的納米磁性液體，對介觀尺度MEMS器件進行了磁控潤滑研究。
　　根據液體潤滑理論中摩擦副速度工況與所需潤滑劑粘度間的相互關系，以及磁性液體的表觀粘度可以通過外加磁場調節(jié)的粘磁效應理論，提出了磁性液體的磁控潤滑模型，用來改善介觀尺度MEMS器件的潤滑效果。<

2、br>　　根據磁性液體粘磁效應分析結果，采用化學共沉淀法制備出磁性能優(yōu)良的Fe3O4磁性顆粒，并借助表面活性劑將其分散到的基載液中，合成了低表觀粘度的水基、煤油基、雙脂基和烴基納米磁性液體，分別測試了它們的磁性能、穩(wěn)定性以及粘磁特性，并根據測試結果，確定了實驗所需的磁場強度條件。
　　根據介觀尺度MEMS器件的實際工況和實驗對磁場施加的需求，對銷-盤式MEMS摩擦磨損實驗臺的潤滑池部分進行了改造。根據磁控潤滑理論設計了一種永磁體結

3、合導磁靴的磁場施加方法，結合ANSYS軟件電磁仿真的結果，獲得了實驗所需的導磁靴的形狀和尺寸，保證施加磁場強度達到實驗要求。
　　利用上述MEMS摩擦磨損實驗裝置測試了磁性液體對介觀尺度MEMS器件表面的潤滑性能。通過測量不同相對滑動速度條件下的摩擦系數和兩摩擦副表面間的油膜厚度，討論了介觀尺度MEMS器件表面的摩擦機理以及磁性液體作為潤滑劑的潤滑機理。利用SEM對MEMS器件在混合潤滑階段磨損形貌進行表征，同時，采用ANSYS