动态微机电系统 : 理论与应用 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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何广平 著

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• 微机电系统
• MEMS
• 动态系统
• 传感器
• 执行器
• 建模
• 仿真
• 控制
• 微纳技术
• 应用

店铺： 华文京典专营店

出版社： 科学出版社

ISBN：9787030343161

商品编码：29800350893

包装：平装

出版时间：2012-06-01

基本信息

书名：动态微机电系统 : 理论与应用

定价：80元

作者：何广平

出版社：科学出版社

出版日期：2012-06-01

ISBN：9787030343161

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.558kg

编辑推荐

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　　本书以动态MEMS为主要对象，从功能材料的制备、设计方法、制造工艺与失效模式分析、建模与控制方法以及系统应用的角度，较深入地介绍了当前外的一些主要研究成果。本书主要内容取材于作者所在课题组近年来的一些科研成果，同时也对动态MEMS所涵盖专业领域外的主流前沿技术进行系统归纳，使读者能在较短时间内对动态MEMS的主要技术领域和前沿研究方向有所了解，并从中选择自己感兴趣的主题进一步开展研究。本书内容安排力求深入浅出，引文详实丰富，适合作为初涉本领域的研究生教材，也可供具有研究基础的读者参。

内容提要

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　　本书以动态微机电系统（MEMS）为主要对象，介绍其相关的功能材料、设计方法、制造工艺以及控制方法。全书共6章，主要内容包括：动态MEMS主要技术领域的简况；动态MEMS中常用的功能材料及其制备方法；动态MEMS器件的主要设计方法及其发展现状；动态MEMS的制造工艺，常见失效模式及其克服方法；动态MEMS的控制理论基础、控制技术及其发展现状、控制实验方法等方面的论述；典型动态MEMS系统剖析。《动态微机电系统》可供材料类、机电工程类、自动控制类、仪器科学类等相关专业的高年级本科生和研究生作为教材使用，也可供从事MEMS功能材料、MEMS器件设计、MEMS制造工艺和MEMS控制技术研究的科技人员参。

目录

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作者介绍

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文摘

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序言

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《流体力学基础：从宏观到微观的尺度探索》 内容简介： 《流体力学基础：从宏观到微观的尺度探索》一书，旨在为读者构建一个全面而深入的流体力学知识体系。本书跳脱出传统的单一理论视角，将流体行为的研究从宏观的日常现象，延伸至微观尺度下的精妙机制，力求揭示流体运动的普遍规律及其在不同尺度下的独特表现。我们相信，理解流体，就是理解我们所处世界的一部分，从波涛汹涌的大海到生命体内的血液循环，从飞机翱翔的空气动力学到纳米技术中的流体控制，流体力学无处不在，其重要性不言而喻。 第一篇：宏观流体力学——经典理论与工程实践 本篇将系统梳理流体力学的基本概念与经典理论。我们将从流体的宏观属性出发，例如密度、黏度、压强等，介绍描述流体状态的控制方程，包括连续性方程、动量方程（纳维-斯托克斯方程）和能量方程。这些方程是理解流体运动的基础，本书将对其进行详细推导和讲解，并结合实际案例，展示它们如何在工程领域得到广泛应用。 流体性质与描述： 详细介绍流体的宏观性质，如牛顿流体与非牛顿流体、可压缩流体与不可压缩流体、均匀流与非均匀流等。通过生动的例子，阐释这些性质对流体行为的影响。 流体静力学： 深入探讨静止流体中的压强分布、浮力与阿基米德原理。本书将通过分析船体设计、水坝结构等实际工程问题，说明流体静力学的应用价值。 流体动力学基础： 介绍理想流体和黏性流体的概念，以及伯努利方程、动量方程等核心理论。本书将重点分析伯努利方程在飞机翼型设计、管道流量计算等方面的应用，并对动量方程在冲击力、喷射流等问题中的作用进行阐述。 相似性原理与量纲分析： 讲解雷诺数、马赫数等无量纲参数的重要性，以及如何利用量纲分析和相似性原理来简化工程问题，预测流体行为。通过实例，展示如何通过缩尺模型实验来研究大型工程项目，如风洞实验、水槽实验等。 流体边界层理论： 深入剖析流体边界层现象，包括层流边界层和湍流边界层。本书将介绍边界层分离、附着等关键概念，并探讨其在减少阻力、提高效率等方面的工程意义。 管道内流： 详细分析管道内流动的阻力损失，包括沿程阻力与局部阻力。本书将介绍达西-韦斯巴赫方程、曼宁公式等，并结合给水排水系统、石油输送等实际工程，讲解管道设计中的关键考虑因素。 外流与内流： 区分外流（如飞机周围的气流）与内流（如管道中的流体），并分别讨论其特点和分析方法。重点介绍空气动力学中的升力与阻力产生机理，以及飞机设计中的相关原则。 流体机械： 介绍流体机械的基本原理，包括泵、风机、水轮机、透平机等。本书将从能量转换的角度，解析这些机械的工作方式，并讨论其在能源、化工、水利等领域的应用。 第二篇：微观流体力学——尺度效应与新兴领域 随着科学技术的进步，研究的尺度不断缩小，微观流体力学应运而生。本篇将聚焦于微小尺度下的流体行为，探讨其与宏观尺度下的显著差异，并介绍该领域的前沿研究与潜在应用。 微尺度流体的独特性质： 介绍在微观尺度下，表面张力、黏性力、惯性力等作用的相对重要性会发生变化。例如，在微通道内，表面张力效应往往变得显著，影响流体的流动行为。 界面现象与相变： 深入研究微小尺度下的界面现象，如毛细现象、润湿性等。本书将探讨液体在微通道中的蒸发、冷凝等相变过程，以及它们在微流控芯片、生物医学传感等领域的应用。 介观尺度流体输运： 介绍在介观尺度（介于分子尺度和宏观尺度之间）下的流体输运现象，例如 Knudsen 流、 slip 流等。理解这些现象对于设计微型传感器、微执行器等至关重要。 颗粒流与多相流： 探讨由大量微小颗粒组成的流体（如粉末、悬浮液）的流动特性，以及包含两种或多种不同相物质（如气液、液固）的流体行为。本书将介绍气力输送、浆体流动、气泡动力学等。 生物流体力学： 聚焦流体力学在生物体内的应用，例如血液在血管中的流动、气体在肺部的扩散、微生物的运动等。本书将分析血栓形成、药物输送、生物传感器设计等问题。 微纳流控技术： 详细介绍微流控技术（Microfluidics）的基本原理和应用。本书将探讨微流控芯片的设计、制作，以及其在化学分析、基因测序、细胞分离、药物筛选等领域的突破性进展。 纳米尺度流体： 探索在纳米尺度下，流体行为可能出现的更精细的规律。本书将介绍分子动力学模拟、密度泛函理论等研究方法，并展望纳米流体在能源储存、催化反应等领域的应用潜力。 数值模拟与实验技术： 介绍用于研究微观流体力学的数值模拟方法，如计算流体动力学（CFD）在微尺度下的应用，以及微观流体实验技术，如高分辨率显微成像、微型传感器等。 本书特点： 跨尺度思维： 本书最大的特点在于其跨尺度的研究视角，将宏观与微观流体力学有机结合，帮助读者建立一个完整的流体力学认知框架。 理论与应用并重： 在深入讲解理论知识的同时，本书大量引用实际工程和前沿科技中的案例，使读者能够深刻理解理论的应用价值。 数学推导严谨，语言通俗易懂： 在保证数学推导严谨性的基础上，本书力求用清晰、生动的语言阐述复杂的概念，便于不同背景的读者理解。 图文并茂，直观生动： 大量精美的插图、图表和模型，将帮助读者更直观地理解抽象的流体运动过程，提升阅读体验。 《流体力学基础：从宏观到微观的尺度探索》不仅是流体力学专业学生的重要参考书，也是工程师、科研人员以及对流体世界充满好奇的读者不可多得的读物。通过本书的学习，您将能够更深入地理解流体的奥秘，并将其应用于解决现实世界中的挑战。

评分☆☆☆☆☆

我必须承认，在阅读这本书之前，我对动态微机电系统（MEMS）的理解仅停留在一些零散的概念层面，对它的实际应用和发展前景并不十分清晰。然而，这本书的出现，彻底改变了我的看法。它就像一位经验丰富的向导，带领我深入探索了MEMS的奇妙世界。我尤其关注书中关于MEMS在生物医学领域的应用部分。它详细介绍了MEMS技术如何用于开发微流控芯片、生物传感器、微型执行器等，这些技术在疾病诊断、药物研发、个性化医疗等方面展现出巨大的潜力。书中通过具体的案例分析，例如微型DNA测序仪、微型细胞分选仪等，让我深刻体会到了MEMS技术在推动生物医学发展方面的关键作用。此外，书中对MEMS在环境监测和能源领域的应用也进行了深入的探讨。例如，MEMS气体传感器、MEMS能量收集器等。这些技术为我们应对环境污染、开发可持续能源提供了新的解决方案。我之前对MEMS的制造工艺一直感到好奇，这本书中也对MEMS的微纳加工技术进行了详细的介绍，包括光刻、刻蚀、薄膜沉积等。作者通过生动的图示和详细的解释，将复杂的制造过程变得易于理解。总的来说，这本书的内容非常丰富，既有扎实的理论基础，又有丰富的实际应用案例，是一本不可多得的MEMS领域参考书籍。

评分☆☆☆☆☆

这本书的内容量非常庞大，而且组织得非常有条理，让我得以系统地梳理我对动态微机电系统（MEMS）的认知。我一直对MEMS器件的共振特性以及如何利用共振现象来提高器件性能感到好奇。这本书中专门有一章详细探讨了MEMS器件的振动模式分析和共振频率的计算。它不仅讲解了理论分析方法，还介绍了如何通过数值仿真来获得更精确的共振特性，并且讨论了如何通过结构设计来调整共振频率，以满足特定的应用需求。书中还引用了大量的实际案例，比如MEMS谐振器在时钟、滤波器、传感器等方面的应用，这些案例的分析让我对共振现象在MEMS技术中的重要性有了更深刻的理解。此外，本书对MEMS系统的控制策略也进行了深入的探讨。它介绍了如何设计反馈控制器来稳定MEMS器件的工作状态，如何抑制外部干扰，以及如何实现MEMS系统的精确控制。这对于那些需要高精度控制的应用场景，比如微驱动器、微定位器等，非常重要。书中还对MEMS在航空航天领域的应用进行了详细的阐述，例如微型传感器、微型执行器在卫星、导弹等装备中的应用。这些应用展示了MEMS技术在极端环境下的可靠性和高性能，也为我提供了更广阔的视野。总的来说，这本书的内容非常丰富，覆盖了MEMS理论、设计、制造、应用等各个方面，为我提供了一个全面的学习框架。

评分☆☆☆☆☆

在我看来，这本书最大的价值在于它对动态微机电系统（MEMS）的理论深度和实践应用的完美结合。它不仅仅是理论的罗列，而是通过大量的实例，将抽象的理论具象化，让我对MEMS的理解上升到了一个新的高度。我特别喜欢书中关于MEMS与光学技术的结合部分。它详细介绍了MEMS微镜、MEMS光栅、MEMS可调谐滤波器等器件的工作原理及其在光通信、显示技术、图像传感等领域的应用。书中对MEMS器件的衍射、干涉、反射等光学特性的分析非常透彻，并且给出了如何通过结构设计来优化光学性能的指导。我曾尝试按照书中的方法，设计一个简单的MEMS微反射镜阵列，并且通过仿真软件进行了模拟，结果发现书中提供的设计思路和参数设置非常有效。此外，本书对MEMS在汽车电子领域的应用也进行了详尽的阐述，例如MEMS压力传感器、MEMS加速度计、MEMS陀螺仪等在发动机控制、安全气囊、车身稳定系统中的应用。这些应用案例的引入，让我认识到MEMS技术在提高汽车安全性、燃油经济性和驾驶舒适性方面的重要作用。总而言之，这本书的内容非常扎实，既有坚实的理论基础，又有丰富的实践案例，对于任何想要深入了解MEMS技术的人来说，都是一本不可多得的宝藏。

评分☆☆☆☆☆

我必须说，这本书在内容的深度和广度上都给了我极大的惊喜。它不仅仅是一本教科书，更像是一本详尽的百科全书，涵盖了动态微机电系统（MEMS）的方方面面。我特别关注了书中关于惯性传感器部分的内容，比如加速度计和陀螺仪的设计与应用。书中对不同类型惯性传感器的结构、工作原理、灵敏度、带宽以及噪声性能进行了细致入微的分析。它不仅讲解了典型的硅基MEMS惯性传感器，还讨论了基于微摆、微镜等结构的更复杂的设计。我印象深刻的是，书中通过大量的公式推导和仿真曲线，展示了如何优化器件的结构参数以达到更好的性能指标，例如如何平衡灵敏度和动态范围，如何降低温度漂移和交叉耦合效应。此外，书中还详细介绍了MEMS惯性传感器在导航、姿态控制、生物力学等领域的实际应用案例，这些案例的引入，让那些原本有些抽象的理论知识变得鲜活起来，让我看到了MEMS技术在实际生活中巨大的价值和潜力。我也很喜欢书中对微流控芯片的部分的探讨，它不仅介绍了微流控通道的设计和制造，还深入讲解了微泵、微阀等核心组件的工作原理，以及它们在生物医学检测、化学分析等领域的应用。总的来说，这本书的内容非常扎实，既有坚实的理论基础，又有丰富的实践案例，对于任何想要深入了解MEMS技术的人来说，都是一本不可多得的宝藏。

评分☆☆☆☆☆

这套书就像是给我打开了一扇新世界的大门，让我对微机电系统（MEMS）这个领域有了前所未有的深刻认识。在翻阅这本书之前，我对MEMS的理解仅停留在一些零散的概念，知道它涉及到微小的机械和电子器件的结合，但具体是如何实现的，背后的理论基础是什么，以及它在现实世界中究竟能带来怎样的革新，我一直感到模糊不清。这本书的出现，就像一位循循善诱的老师，从最基础的物理原理讲起，比如微观尺度下的应力、应变、流体动力学特性，以及电、磁、热等能量的转换和耦合。它并没有回避那些复杂的数学推导，而是用清晰的逻辑和生动的图示，将抽象的理论变得触手可及。我尤其欣赏书中对不同驱动和传感机制的详细阐述，无论是压电效应、静电驱动，还是热驱动，亦或是电阻式、电容式、光学式传感，都进行了深入的分析，并且通过具体的模型和仿真结果来验证理论的有效性。这让我不仅理解了“是什么”，更理解了“为什么”以及“怎么样”。书中还专门辟出了章节讨论MEMS器件的设计、制造工艺以及可靠性问题，这对于一个初学者来说至关重要，它让我了解到理论从设计到实际产品的转化过程中会面临哪些挑战，以及如何克服这些挑战。这本书的知识密度非常高，但作者的叙述方式却非常人性化，不会让人感到枯燥乏味。我经常会在读到某个章节时，回想起自己曾经接触过的相关技术，然后突然恍然大悟，将零散的知识点串联起来，形成一个完整的知识体系。总而言之，这是一本能够真正帮助读者建立起对MEMS领域扎实理论基础的优秀著作，它为我未来的学习和研究指明了方向，也点燃了我探索更多未知领域的激情。

评分☆☆☆☆☆

我最近刚刚拜读完这本关于动态微机电系统（MEMS）的著作，感觉收获颇丰。首先，这本书的理论基础非常扎实，对于MEMS器件的物理原理和数学模型进行了深入的剖析。我尤其欣赏书中对MEMS器件的能量转换机制的讲解，无论是静电驱动、压电驱动还是热驱动，书中都给出了详细的理论推导和公式，帮助我理解不同驱动方式的优缺点以及适用场景。书中的图表和示意图也做得非常精良，能够直观地展示复杂的物理过程。除了理论部分，这本书在MEMS器件的设计与制造工艺方面也提供了宝贵的信息。它详细介绍了光刻、刻蚀、薄膜沉积等微纳加工技术，以及如何根据设计需求选择合适的工艺流程。书中还讨论了MEMS器件的封装技术，以及如何解决封装过程中可能出现的挑战。我之前对MEMS的制造过程一直感到有些神秘，读完这本书后，我对整个制造流程有了更清晰的认识，也为我后续研究MEMS器件的集成和封装打下了坚实的基础。这本书的另一大亮点是它对MEMS传感器和执行器的广泛应用进行了深入的探讨。从微加速度计、陀螺仪到微流体泵、微阀，书中列举了大量具有代表性的实例，并分析了它们在各个领域的应用前景。这些应用案例的介绍，让我对MEMS技术的潜力和价值有了更深刻的理解，也激发了我进一步探索MEMS在更广泛领域应用的兴趣。

评分☆☆☆☆☆

这本《动态微机电系统：理论与应用》给我带来的不仅仅是知识的增长，更是一种思维方式的启迪。在阅读过程中，我发现书中对MEMS器件的性能优化和可靠性分析部分尤为突出。作者并没有仅仅停留在理论层面，而是深入探讨了如何通过精细的结构设计、材料选择以及工艺优化来提升MEMS器件的各项性能指标，例如提高灵敏度、降低功耗、扩大动态范围等。书中还详细分析了MEMS器件在长期使用过程中可能出现的各种失效模式，如疲劳、磨损、材料老化等，并提出了相应的预防和改进措施。这对于确保MEMS产品在实际应用中的稳定性和寿命至关重要。我印象深刻的是，书中通过大量的实验数据和仿真结果，验证了各种优化策略的有效性，这让我对MEMS器件的设计和制造有了更深刻的理解。此外，书中对MEMS在信息通信技术（ICT）领域的应用也进行了深入的探讨，例如MEMS在射频开关、滤波器、振荡器等方面的应用。这些MEMS器件正在推动着移动通信、无线网络等技术的发展，为我们构建更智能、更互联的世界贡献力量。总而言之，这本书的内容非常全面，既有深厚的理论基础，又有丰富的实践指导，是一本能够帮助读者从理论到实践全面掌握MEMS技术的优秀著作。

评分☆☆☆☆☆

这本书的价值远超我的预期，它为我提供了一个非常系统和全面的视角来理解动态微机电系统（MEMS）。在阅读过程中，我发现书中对MEMS器件的建模与仿真部分尤为突出。作者没有停留在定性的描述，而是深入浅出地介绍了如何利用有限元分析（FEA）、边界元法（BEM）等数值计算方法来模拟MEMS器件的力学、电学、热学行为。我曾尝试按照书中的方法，使用一些常见的仿真软件对一个简单的MEMS致动器进行建模和仿真，结果发现书中提供的流程和参数设置非常贴合实际，仿真结果也与理论计算值吻合得很好。这种理论与实践相结合的教学方式，极大地增强了我对MEMS器件性能预测和设计优化的信心。书中还专门讨论了MEMS器件的可靠性问题，包括疲劳、磨损、封装等，这对于确保MEMS产品在实际应用中的长期稳定运行至关重要。作者通过分析各种失效模式，并提出相应的预防和改进措施，为我提供了一个非常实用的参考框架。除此之外，书中对于MEMS在通信、医疗、汽车等行业的应用案例的介绍也十分详尽，每一个案例都经过精心挑选，能够充分展示MEMS技术的创新性和颠覆性。这本书的编写风格严谨而不失可读性，逻辑清晰，语言精练，非常适合作为MEMS领域的入门和进阶读物。

评分☆☆☆☆☆

坦白说，这本书的出现，彻底改变了我对微机电系统（MEMS）的看法。在翻阅之前，我总觉得MEMS是一个非常小众、理论性极强的领域，离我的实际工作和生活有点遥远。然而，这本书用详实的理论和生动的案例，将MEMS技术描绘成了一幅波澜壮阔的画卷，让我看到了它在各个行业的核心驱动力。我最先被吸引的是书中关于MEMS的传感原理部分的讲解，比如MEMS麦克风、MEMS压力传感器等。书中不仅解释了这些传感器是如何将物理量转化为电信号的，还详细分析了影响其性能的关键因素，例如灵敏度、线性度、迟滞、响应时间等。它还介绍了不同类型的MEMS传感器设计，以及如何根据具体应用需求进行优化。我尤其喜欢书中对MEMS在智能手机、物联网设备中的应用的阐述，这些我们日常生活中息息相关的产品，背后竟然蕴藏着如此精妙的MEMS技术，这让我感到非常震撼。书中的另一部分内容——MEMS执行器，同样让我印象深刻。它详细介绍了MEMS致动器的工作原理，如静电、压电、热等，以及它们在微泵、微阀、微镜等方面的应用。这些小巧的执行器，正在驱动着许多前沿技术的发展，比如微流体芯片的集成、光学系统的微型化等等。总而言之，这本书不仅仅是枯燥的理论堆砌，而是将抽象的科学原理与丰富的实际应用巧妙地结合在一起，让我深刻体会到了MEMS技术改变世界的巨大力量。

评分☆☆☆☆☆

当我拿到这本《动态微机电系统：理论与应用》时，并没有抱有过高的期望，毕竟MEMS领域的技术迭代很快，很多教材可能跟不上最新的进展。但让我惊喜的是，这本书的理论深度和前沿性都远超我的想象。它不仅仅讲解了MEMS的基础知识，更深入地探讨了那些驱动着MEMS技术不断发展的关键理论。我特别关注了书中关于MEMS的动力学建模部分，它详细阐述了如何将连续介质力学、电磁场理论与微观尺度的物理效应相结合，建立起精确的动力学模型。书中对模型参数的辨识、模型的验证以及模型的简化都给出了非常实用的方法和指导。这对于我理解和预测MEMS器件的动态行为至关重要。此外，书中对MEMS系统的集成和封装技术也进行了深入的讨论，这部分内容常常被其他书籍所忽略。作者详细分析了不同封装技术的优缺点，以及如何解决封装过程中可能出现的应力集中、热应力、密封性等问题。这些细节对于MEMS器件的实际应用和商业化生产至关重要。我尤其欣赏书中对MEMS在医疗健康领域的应用案例的介绍，例如微型手术机器人、药物输送系统、生物传感器等。这些案例的引入，让我看到了MEMS技术在改善人类健康方面的巨大潜力，也为我未来的研究方向提供了新的灵感。总的来说，这是一本非常全面、深入且具有前瞻性的MEMS著作，它为我打开了通往MEMS前沿领域的大门。