项目简介
项目名称
惯性驱动的微流体导电开关原理和技术研究
项目批准号
11076024
学科分类
A06
数理科学部
_NSFC-中物院联合基金
资助类型
数理科学
负责人
杨涛
依托单位
西南科技大学
批准年份
2010
起止时间
201101-201312
批准金额
34.00万元
摘要
针对现有微机械惯性开关导通电阻大、无法承载较大工作电流的问题，提出一种变矩形截面硅微通道惯性驱动水银微流体导电开关的理论分析、优化设计、加工和测试方案。利用解析分析和数值模拟的方法研究变矩形截面硅微通道和微阀门中水银微液滴在惯性力、表面张力、粘滞力和壁面正压力作用下的多物理场耦合力学特性；建立变截面矩形微通道中水银微液滴在加速度作用下的动力学方程,给出开关阈值与液滴及微通道结构和参数之间的定量关系；并基于计算流体力学分析结果采用响应曲面法拟合出开关的响应时间与特征参数之间的关系。利用梯度遗传算法和田口稳健优化设计方法得到在10g以内加速度作用下开启、滞后时间在30ms以内的开关设计参数。采用后工艺修调液滴体积的方法使开关的阈值精度达到1%。该惯性驱动水银微流体导电开关具有无源、接触电阻低、阈值精度高和响应速度快的特点，具有重要的工程应用价值。
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