Hamaker微观连续介质理论的数字密度和Hamaker常数分析

针对Hamaker微观连续介质理论在微观接触力计算中存在的问题,根据Hamaker假设,用连续介质法计算2个原子之间的相互作用力,发现作用力同经典的Lennard-Jones势所反映的作用力不一致.通过分析数字密度,发现数字密度并非是如Hamaker所认为的常数,而是随间距变化的;并得到Hamaker微观连续介质理论仅在间距大于7倍的原子半径时才成立的结论.通过分析Hamaker常数,发现Hamaker常数也随间距变化.

MEMS微梁粘附“突陷”静力分析

“突陷”现象严重影响着MEMS微梁性能。根据Hamaker微观连续介质修正理论,建立了MEMS微梁同基座粘附力包含斥力的数学模型;分析了微梁的静力平衡关系,发现引起微梁“突陷”的本质是弹性力同粘附力的不稳定平衡问题;通过增加微梁刚度,提出一种控制微梁“突陷”发生的方法,并给出仿真结果。

原子力显微镜“突跳”研究

"突跳"现象严重影响着原子力显微镜(AFM)的性能.根据Hamaker微观连续介质理论,建立了AFM针尖同试样面接触力包含斥力的数学模型;分析了AFM悬臂梁弹性力同针尖接触力的关系,发现了引起AFM"突跳"的本质是弹性力同接触力的不稳定平衡问题;通过增加AFM悬臂梁刚度,提出了一种避免"突跳"现象发生的方法,并给出了仿真结果.

微电机粗糙表面粘附仿真分析

针对粘附现象严重影响微电机性能的问题,建立了微电机粗糙表面"截球型"粘附物理模型;根据Hamaker微观连续介质修正理论,推导出微电机粘附力数学模型,仿真出相当表面光洁度等级分别为10级、11级和12级的微电机粘附力数值结果,从而为微电机的结构设计提供了理论依据。