《MEMS多晶圓旋轉(zhuǎn)機(jī)械：渦輪機(jī)、發(fā)電機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)》作為PowerMEMS領(lǐng)域的一本里程碑式的著作，是由麻省理工學(xué)院牽頭、歷時(shí)13年的MEMS微發(fā)動(dòng)機(jī)項(xiàng)目研究成果的一個(gè)總結(jié)。該項(xiàng)目涉及了多個(gè)學(xué)科的理論與技術(shù)，涵蓋微制造、薄膜技術(shù)、材料科學(xué)、結(jié)構(gòu)學(xué)、燃燒與傳熱學(xué)、電機(jī)科學(xué)等多個(gè)領(lǐng)域，除麻省理工學(xué)院之外還有佐治亞理工學(xué)院、克拉克亞特蘭大大學(xué)、馬里蘭大學(xué)帕克分校等機(jī)構(gòu)一百余名科研人員參與了該項(xiàng)目的研究。
PowerMEMS的*終目的是建立微型發(fā)電系統(tǒng)，以代替部分現(xiàn)有的常規(guī)化學(xué)電池系統(tǒng)。便攜式電子設(shè)備在民用及軍事領(lǐng)域的日益普及和發(fā)展，致使常規(guī)化學(xué)電池在能量密度、質(zhì)量、尺寸等方面成為這類設(shè)備的制約因素，實(shí)際應(yīng)用迫切需要一種體積和質(zhì)量更小的高能量密度電源系統(tǒng)。隨著無線無源傳感器網(wǎng)絡(luò)、微型機(jī)器人、微型無人機(jī)等裝置的不斷發(fā)展，同樣需要微型的高能動(dòng)力裝置或獨(dú)立微型電源來克服現(xiàn)有電池系統(tǒng)的體積重量較大、能量密度低的缺陷。MEMS技術(shù)在加工能力，特別是體硅加工與封裝工藝方面的日益進(jìn)步，使得利用MEMS技術(shù)制作微型動(dòng)力裝置成為可能，并由此形成了全新的PowerMEMS研究方向。雖然微發(fā)動(dòng)機(jī)項(xiàng)目研究仍然任重道遠(yuǎn)，但是MEMS多晶圓旋轉(zhuǎn)機(jī)械中對(duì)MEMS工藝，尤其是體硅工藝的研究極具深度與廣度，值得MEMS其它領(lǐng)域參考借鑒。
第1章
動(dòng)力微機(jī)電系統(tǒng)（PowerMEMS）簡(jiǎn)介
1．1 緊湊的便攜式能源
1．2 化學(xué)能源
1．3 功率系統(tǒng)設(shè)計(jì)因素
1．4 總結(jié)
參考文獻(xiàn)
第2章
系統(tǒng)設(shè)計(jì)和器件綜述
2．1 簡(jiǎn)介
2．2 熱力學(xué)和尺度效應(yīng)
2．2．1 機(jī)械學(xué)尺度效應(yīng)
2．3 MEMS燃?xì)廨啓C(jī)的設(shè)計(jì)概述
2．4 軸承和轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)
2．5 渦輪機(jī)械流體力學(xué)
2．6 結(jié)構(gòu)和材料
2．6．1 材料
2．6．2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
2．7 燃燒
2．8 發(fā)動(dòng)機(jī)控制及配件
2．8．1 發(fā)動(dòng)機(jī)控制
2．8．2 傳感器
2．8．3 燃料控制閥
2．8．4 起動(dòng)器一發(fā)電機(jī)
2．9 發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)、元件集成、設(shè)計(jì)演進(jìn)
2．9．1 電動(dòng)微馬達(dá)一壓縮機(jī)和渦輪機(jī)一發(fā)電機(jī)
2．1 0總結(jié)
參考文獻(xiàn)
第3章
材料、結(jié)構(gòu)和封裝
3．1 引言
3．2 尺度效應(yīng)與材料選擇
3．2．1 尺度效應(yīng)
3．2．2 材料選擇
3．3 室溫下的強(qiáng)度設(shè)計(jì)
3．3．1 力學(xué)測(cè)試
3．3．2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
3．4 高溫下的強(qiáng)度設(shè)計(jì)
3．4．1 硅的高溫材料模型
3．5 硅的碳化物在混合結(jié)構(gòu)中的使用
3．5．1 SiC/Si混合結(jié)構(gòu)的機(jī)械特性
3．5．2 SiC/Si混合結(jié)構(gòu)的制作工藝
3．5．3 機(jī)械測(cè)試結(jié)果
3．6 封裝
3．7 總結(jié)
參考文獻(xiàn)
第4章
微發(fā)動(dòng)機(jī)的加工
4．1 前言
4．2 微發(fā)動(dòng)機(jī)
4．2．1 軸承測(cè)試臺(tái)
4．2．2 燃燒室
4．2．3 渦輪增壓機(jī)
4．2．4 自激型發(fā)動(dòng)機(jī)（SSE）
4．3 微加工基礎(chǔ)工藝
4．3．1 微發(fā)動(dòng)機(jī)材料
4．3．2 光刻
4．3．3 特殊光刻工藝
4．3．4 濕法腐蝕工藝
4．3．5 干法刻蝕工藝：反應(yīng)離子刻蝕（RIE）
4．3．6 深反應(yīng)離子刻蝕（DRIE）
4．3．7 熔融鍵合
4．3．8 陽極鍵合
4．4 微發(fā)動(dòng)機(jī)的特有加工
……
第5章
微尺度旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)機(jī)械的加工
第6章
微型渦輪機(jī)械中的高速氣體軸承
第7章
熱流體和渦輪機(jī)械
第8章
發(fā)動(dòng)機(jī)與發(fā)電機(jī)
第9章
旋轉(zhuǎn)機(jī)械的微燃燒室
參考文獻(xiàn)
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