课程教案 (2019-2020学年第二学期) 课程名称： 微机电系统设计与应用 授课学时： 54 授课班级： 2017电子 任课教师： 张培玉 河南大学
课 程 教 案 （ 2019-2020 学年 第二学期） 课 程 名 称： 微机电系统设计与应用 授 课 学 时： 54 授 课 班 级： 2017 电子 任 课 教 师： 张培玉 河南大学
教案（首页） 课程编号 02301006 授课 学生 班级 2017电子 人数 107 课程名称 微机电系统设计与 应用 课程类型 公共基础课()；学科基础课()；专业基础课程（√）： 基础选修课()：专业选修课()：公选课() 授课方式 理论（√）实验()实习() 考核方式 考试（√） 考查() 课程总学时 54 学分 2.5 学时分配 课堂讲授54学时； 实践课程 学时 教材名称 《微机电系统(MEMS)工艺基础与应用》 王喆垚，《微系统设计与制造》，清华大学出版社，2008年，2016 年第二版 莫锦秋，梁庆华，汪国宝，王石刚编著.《微机电系统设计与 教 制造》.化学工业出版社，2004年3月 刘广玉，樊尚春，周浩敏.《微机械电子系统其应用》·北京航 学 空航天大学出版社2003年2月 孙以材，庞冬青，《微电子机械加工系统(MEMS)技术基础》， 参 治金工业出版社，2009年3月 徐泰然（著），王小浩等（译），周兆英等（较），《MEMS和微系 考 统-设计与制造》.机械工业出版社2004年1月 书 授课教师 张培玉 职称 教授 学科 电子 网络课程 授课时间 星期一、星期六：10：00-12：30 授课 金综 地点 1201、 4102
教案（首页） 课程编号 02301006 授课 班级 2017 电子 学生 人数 107 课程名称 微机电系统设计与 应用 课程类型 公共基础课（）；学科基础课（）；专业基础课程（√）； 基础选修课（）；专业选修课（）；公选课（） 授课方式 理论（√）实验（）实习（） 考核方式 考试（√） 考查（） 课程总学时 54 学 分 2.5 学时分配 课堂讲授 54 学时； 实践课程 学时 教材名称 《微机电系统（MEMS）工艺基础与应用》 教 学 参 考 书 王喆垚，《微系统设计与制造》，清华大学出版社，2008 年，2016 年第二版 莫锦秋，梁庆华，汪国宝，王石刚 编著.《微机电系统设计与 制造》. 化学工业出版社， 2004 年 3 月 刘广玉，樊尚春，周浩敏.《微机械电子系统其应用》.北京航 空航天大学出版社 2003 年 2 月 孙以材，庞冬青，《微电子机械加工系统（MEMS）技术基础》， 冶金工业出版社，2009 年 3 月 徐泰然（著），王小浩等（译），周兆英等（较）.《MEMS 和微系 统-设计与制造》.机械工业出版社 2004 年 1 月 授课教师 张培玉 职称 教授 学科 电子 授课时间 星期一、星期六：10：00-12：30 授课 地点 网络课程 金综 1201、 4102
第一章微机电系统组成和应用 (3+3学时) 一、教学目的及要求 了解MEMS的概念、发展现状。熟悉几种典型的MEMS产品及其应用。 二、教学重点及难点 重点：MEMS的概念和应用。难点：MEMS的概念。 三、教学手段 采用多媒体和板书相结合的手段，图、文、声并茂多方位阐述。 四、教学方法 课题提问、讨论、启发、演示等方法阐明该学科的外延和内涵。 五、作业 布置思考题。 六、参考资料 见参考书。 七、教学内容与教学设计 以习近平中华民族伟大复兴的中国梦，引出每个人的梦想，强调总书记的 中国梦分解为每个人的梦想。在全国人民抵抗肺炎的战争中，宅心仁厚的医生的 梦想是天下无病，治愈病人。在新型冠状肺炎的大灾难目前，建筑工人梦想就是 尽快建设医院，在社会主义优越的制度下，“火神山”医院7天奇迹般地矗立在 世人的面前。引出我的梦想，无痛注射。如何实现梦想？通过微机电系统技术实 现，该技术就是本门课程所要讲述的内容，同时，也要感谢国家自然科学基金委 员会，立项自然科学基金面上项目，资助我开展该项研究，实现我的梦想。另外， MEMS技术也能助力疫情防控，MEMS红外传感器集体测体温，MEMS诊断芯片-可 以快速诊断冠状病毒。微量样品，快速，精准。 尽管当前抗疫形势严峻，但举国上下正齐心协力，勇敢迎接此次考验。无 论是奋战在一线的白衣天使，还是捐款捐物的爱心企业，普通民众的摇旗呐喊， 都展现出了中国强大凝聚力和中国人民坚强的决心和信心。作为科技工作者的我 们和未来社会的栋梁的您们，更应该责无旁贷努力学习，打下未来走入社会奠定 扎实的基础和能力。实千兴邦，空谈误国。为了实现我们每个人的梦想，就需要
第一章 微机电系统组成和应用 （3+3 学时） 一、教学目的及要求 了解 MEMS 的概念、发展现状。熟悉几种典型的 MEMS 产品及其应用。 二、教学重点及难点 重点：MEMS 的概念和应用。难点：MEMS 的概念。 三、教学手段 采用多媒体和板书相结合的手段，图、文、声并茂多方位阐述。 四、教学方法 课题提问、讨论、启发、演示等方法阐明该学科的外延和内涵。 五、作业 布置思考题。 六、参考资料 见参考书。 七、教学内容与教学设计 以习近平中华民族伟大复兴的中国梦，引出每个人的梦想，强调总书记的 中国梦分解为每个人的梦想。在全国人民抵抗肺炎的战争中，宅心仁厚的医生的 梦想是天下无病，治愈病人。在新型冠状肺炎的大灾难目前，建筑工人梦想就是 尽快建设医院，在社会主义优越的制度下，“火神山”医院 7 天奇迹般地矗立在 世人的面前。引出我的梦想，无痛注射。如何实现梦想？通过微机电系统技术实 现，该技术就是本门课程所要讲述的内容，同时，也要感谢国家自然科学基金委 员会，立项自然科学基金面上项目，资助我开展该项研究，实现我的梦想。另外， MEMS 技术也能助力疫情防控，MEMS 红外传感器集体测体温，MEMS 诊断芯片-可 以快速诊断冠状病毒。微量样品，快速，精准。 尽管当前抗疫形势严峻，但举国上下正齐心协力，勇敢迎接此次考验。无 论是奋战在一线的白衣天使，还是捐款捐物的爱心企业，普通民众的摇旗呐喊， 都展现出了中国强大凝聚力和中国人民坚强的决心和信心。作为科技工作者的我 们和未来社会的栋梁的您们，更应该责无旁贷努力学习，打下未来走入社会奠定 扎实的基础和能力。实干兴邦，空谈误国。为了实现我们每个人的梦想，就需要
每个人做好自己的本职工作，从我做起，脚踏实地的实现自己的梦想，唯此，就 是为实现总书记中国梦做贡献。 一、微电子机械系统的应用、发展 1、定义、研究内容；2、分类；3、应用 1、定义、研究内容： a）微机电系统(Micro Electro-Mechanical Systems,缩写为 MEMS,美加惯用词) b)微机械(Micromachine,日本惯用词) c)微系统技术(Microsystems Technology,欧洲惯用词) 发展史； 2、微电子机械系统分类 A、常规MEMS研究General MEMS基础研究理论、应用研究，包括传感器、 执行器等。 B、生物MEMS:BioMEMS C、光学MEMS:Optical MEMS D、微流体：Microfluid E、RF MEMS 3、研究内容及应用 A、常规MEMS研究 基础研究理论、应用研究，包括传感器、执行器等。 例如：微尺度效应、多能域耦合效应、微尺度下的动力学等。 B、生物MEMS:bioMEMS C、光学MEMS:Optical MEMS D、微流体：Microfluid 国内的主要研究现状及成果 二、研究内容 介绍本人的研究成果，让同学们对科研有身临其境的感性认识。培养同学 的科研兴趣。 ●生物MEMS:BioMEMS ·光学MEMS:Optical MEMS
每个人做好自己的本职工作，从我做起，脚踏实地的实现自己的梦想，唯此，就 是为实现总书记中国梦做贡献。 一、微电子机械系统的应用、发展 1、定义、研究内容；2、分类；3、应用 1、定义、研究内容； a) 微机电系统 (Micro Electro-Mechanical Systems , 缩写为 MEMS ,美加惯用词) b) 微机械(Micromachine ,日本惯用词) c) 微系统技术(Microsystems Technology ,欧洲惯用词) 发展史； 2、微电子机械系统分类 A、常规 MEMS 研究 General MEMS 基础研究理论、应用研究，包括传感器、 执行器等。 Ｂ、生物 MEMS： BioMEMS Ｃ、光学 MEMS：Optical MEMS Ｄ、微流体：Microfluid E、RF MEMS 3、研究内容及应用 Ａ、常规 MEMS 研究 基础研究理论、应用研究，包括传感器、执行器等。 例如：微尺度效应、多能域耦合效应、微尺度下的动力学等。 Ｂ、生物 MEMS：bioMEMS Ｃ、光学 MEMS：Optical MEMS Ｄ、微流体：Microfluid 国内的主要研究现状及成果 二、研究内容 介绍本人的研究成果，让同学们对科研有身临其境的感性认识。培养同学 的科研兴趣。 生物 MEMS： BioMEMS 光学 MEMS：Optical MEMS
●MEMS研究 三、力学的基本知识 介绍相关材料力学的基本知识包括受力的四种基本状态等。 八、课后小结 小结本节内容，重点微机电系统的应用
MEMS 研究 三、力学的基本知识 介绍相关材料力学的基本知识包括受力的四种基本状态等。 八、课后小结 小结本节内容，重点微机电系统的应用
第二章节微机电系统的功能材料 (6学时) 一、教学目的及要求 了解常用的微机械电子系统功能材料的基本物理、化学性质，掌握针对特 定功能的微型元器件设计时的功能材料选择方法。 二、教学重点及难点 重点：硅的基本物理、化学性质。难点：硅的晶体结构。 三、教学手段 采用多媒体和板书相结合的手段，图、文、声并茂多方位阐述。 四、教学方法 课题提问、演示等方法阐明材料的基本性质，讨论材料选择方法。 五、作业 布置思考题。 六、参考资料 见参考书。 七、教学内容与教学设计 一、MEMS常用材料 9半导体材料：硅及其化合物等。 9电致伸缩材料：压电陶瓷、氧化锌、石英等。 9磁致伸缩材料：镍铁合金等。 9形状记忆材料：镍钛合金等。 。其它：特殊功能聚合物、复合材料及人工构造薄膜材料、电流变 液或磁流变液材料、纳米相材料等。 ©选用依据及实例： 具体设计时，应根据微型元器件的功能，选用能获取系统性能的材料。 例如、对于起制动作用的器件，应选用压电陶瓷、石英、镍钛记忆合 金等材料；用做器件和衬底的绝缘层，则可选用硅的氧化层Si02或Si3N4等
第二章节微机电系统的功能材料 （6 学时） 一、教学目的及要求 了解常用的微机械电子系统功能材料的基本物理、化学性质，掌握针对特 定功能的微型元器件设计时的功能材料选择方法。 二、教学重点及难点 重点：硅的基本物理、化学性质。难点：硅的晶体结构。 三、教学手段 采用多媒体和板书相结合的手段，图、文、声并茂多方位阐述。 四、教学方法 课题提问、演示等方法阐明材料的基本性质，讨论材料选择方法。 五、作业 布置思考题。 六、参考资料 见参考书。 七、教学内容与教学设计 一、MEMS 常用材料 半导体材料：硅及其化合物等。 电致伸缩材料：压电陶瓷、氧化锌、石英等。 磁致伸缩材料：镍铁合金等。 形状记忆材料：镍钛合金等。 其它：特殊功能聚合物、复合材料及人工构造薄膜材料、电流变 液或磁流变液材料、纳米相材料等。 选用依据及实例： 具体设计时，应根据微型元器件的功能，选用能获取系统性能的材料。 例如、对于起制动作用的器件，应选用压电陶瓷、石英、镍钛记忆合 金等材料；用做器件和衬底的绝缘层，则可选用硅的氧化层 SiO2 或 Si3N4 等
导电性：电阻率 二、半导体功能材料 1硅及其化合物材料 单晶硅、多晶硅、硅一蓝宝石、化合物半导体材料、SC薄膜材料。 2硅的材料特性 a、硅的熔点高(1400心)，约为铝的两倍，高熔点使其具有良好的高 温稳定性； b、硅的热膨胀系数比钢小8倍，比铝小10倍； c、具有很好的导热性，是不锈钢的5倍； d、硅没有机械迟滞性能，是理想的传感器和致动器材料； e、与微电子集成电路工艺兼容，易与微机械和微电子线路集成，便 于实现批量化生产。 发展史： 3、硅的晶体结构 基本上是面心立方体晶胞。硅晶胞的主平面(100)、(110)、(111) 硅材料的各向异性 4、单晶硅的生产 ©单晶硅的提纯 经过连续分馏、逆向反应及气化分离，可以得到固态的“电子级硅”，它可 以作为单晶硅生产的原料。 ©单晶硅的生长或“拉制” 常用方法：Czochralski(简称为CZ法)和悬浮区法。 。单晶硅的机械加工 ©硅的掺杂P型掺杂、N型掺杂；N型硅和P型硅一半导体材料 A、P型硅是在纯硅材料中加入了硼(B)原子：由于B原子外面 带有3个正电荷，这样当两种原子结合到一起形成共价键时，产生 空穴。 B、N型硅是在纯硅材料中加入了砷(As)或磷(P)原子：由于 硅原子外面为带有4个正电荷，而As或P原子外面带有5个正电荷， 这样当两种原子结合到一起形成共价键时，产生游离电子
导电性：电阻率 二、半导体功能材料 1 硅及其化合物材料 单晶硅、多晶硅、硅－蓝宝石、化合物半导体材料、SiC 薄膜材料。 2 硅的材料特性 a、硅的熔点高（1400̊C），约为铝的两倍，高熔点使其具有良好的高 温稳定性; b、硅的热膨胀系数比钢小 8 倍，比铝小 10 倍; c、具有很好的导热性，是不锈钢的 5 倍; d、硅没有机械迟滞性能，是理想的传感器和致动器材料; e、与微电子集成电路工艺兼容，易与微机械和微电子线路集成，便 于实现批量化生产。 发展史； 3、硅的晶体结构 基本上是面心立方体晶胞。硅晶胞的主平面（100）、（110）、（111） 硅材料的各向异性 4、单晶硅的生产 单晶硅的提纯 经过连续分馏、逆向反应及气化分离，可以得到固态的“电子级硅”，它可 以作为单晶硅生产的原料。 单晶硅的生长或“拉制” 常用方法：Czochralski(简称为 CZ 法)和悬浮区法。 单晶硅的机械加工 硅的掺杂 P 型掺杂、N 型掺杂；N 型硅和 P 型硅－半导体材料 A、P 型硅是在纯硅材料中加入了硼（B）原子：由于 B 原子外面 带有 3 个正电荷，这样当两种原子结合到一起形成共价键时，产生 空穴。 B、N 型硅是在纯硅材料中加入了砷（As）或磷（P）原子：由于 硅原子外面为带有 4 个正电荷，而 As 或 P 原子外面带有 5 个正电荷， 这样当两种原子结合到一起形成共价键时，产生游离电子
掺杂破坏的纯硅材料电子的平衡，促使电子流动加剧，导电性能得到提高。 掺杂浓度越高，电阻率越低，越容易导电。 5、多晶硅 ©多晶硅是许多单晶（晶粒）的聚合物。这些晶粒的排列是无序的， 不同晶粒有不同的单晶取向，而每一晶粒内部有单晶的特征，因而在热分 析和结构分析时可看作各向同性材料。 。晶粒与晶粒之间的部位叫晶界，晶界对其电特性的影响可以通过 控制掺杂原子浓度来调节。现就多晶硅的电阻率、电阻温度系数及电阻应 变灵敏系数与掺杂原子浓度的关系论述如下。 多晶硅的特点 91、具有较宽的工作温度范围（一60度~+300度）： 92、可调的电阻率特性； ©3、可调的的温度系数； ©4、较高的应变灵敏系数及容易调整。 。5、与单晶硅压阻膜相比，多晶硅压阻膜可以在不同的材料衬底 上制作（如在介电体），而且可以更有效地抑制温度漂移，有利于长期稳定 性的实现。 硅一蓝宝石(S0S) 硅一蓝宝石材料是通过外延生长技术将硅晶体生长在蓝宝石 《《-A1,O,）衬底上形成的。硅晶体可以认为是蓝宝石的延伸部分，二者 构成硅一蓝宝石S0S晶片。 硅一蓝宝石特点 1、蓝宝石材料为绝缘体； 2、蓝宝石材料的迟滞和蠕变小到可以忽略不计： 3、蓝宝石化学稳定性好，耐腐蚀，抗辐射性能强： 4、蓝宝石机械强度高。 5、硅一蓝宝石材料又脆又硬，其硬度仅次于金刚石，制作工艺技术比较
掺杂破坏的纯硅材料电子的平衡，促使电子流动加剧，导电性能得到提高。 掺杂浓度越高，电阻率越低，越容易导电。 5、多 晶 硅 多晶硅是许多单晶(晶粒)的聚合物。这些晶粒的排列是无序的， 不同晶粒有不同的单晶取向，而每一晶粒内部有单晶的特征，因而在热分 析和结构分析时可看作各向同性材料。 晶粒与晶粒之间的部位叫晶界，晶界对其电特性的影响可以通过 控制掺杂原子浓度来调节。现就多晶硅的电阻率、电阻温度系数及电阻应 变灵敏系数与掺杂原子浓度的关系论述如下。 多晶硅的特点 1、具有较宽的工作温度范围（－60 度～＋300 度）； 2、可调的电阻率特性； 3、可调的的温度系数； 4、较高的应变灵敏系数及容易调整。 5、与单晶硅压阻膜相比，多晶硅压阻膜可以在不同的材料衬底 上制作(如在介电体),而且可以更有效地抑制温度漂移，有利于长期稳定 性的实现。 硅－蓝宝石（SOS） 硅 － 蓝 宝 石 材 料 是 通 过 外 延 生 长 技 术 将 硅 晶 体 生 长 在 蓝 宝 石 （ ）衬底上形成的。硅晶体可以认为是蓝宝石的延伸部分，二者 构成硅－蓝宝石 SOS 晶片。 硅－蓝宝石特点 1、蓝宝石材料为绝缘体； 2、蓝宝石材料的迟滞和蠕变小到可以忽略不计； 3、蓝宝石化学稳定性好，耐腐蚀，抗辐射性能 强； 4、蓝宝石机械强度高。 5、硅－蓝宝石材料又脆又硬，其硬度仅次于金刚 石，制作工艺技术比较
复杂。 (所以利用硅一蓝宝石可以制作出具有耐高温、耐腐蚀及抗辐射等优越性 能的传感器和电路) SiC薄膜材料 SC是一种特殊环境下使用的化合物半导体。它由碳原子和硅原子组成，利 用离子注入掺杂技术将碳原子注入单晶硅内，便可以获得优质的立方晶体结构的 SiC。 特点：具有优异的物理、化学及电学性能，高强度（是单晶硅的3倍）、大 刚度、内部的残余应力很低，较高的压阻系数，熔点高(2300)。因此，SiC 材料能在高温下耐腐蚀、抗辐射，非常适合于高温、恶劣环境下工作的微机电系 统的选择使用。 由于SC单晶材料成本高、硬度大及加工难度大，所以以硅单晶片为衬底 的SiC薄膜就成为研究和使用的理想选择。与单晶SiC薄膜相比，多晶SiC的适 用性更广。 压电材料 9压电效应 压电材料的主要属性是，其弹性效应和电极化效应在机械应力或电 场（电压）作用下将发生相互耦合，也就是应力一应变一电压之间存在内在联系。 9正压电效应 在机械应力作用下，将机械能转换为电能。 。逆压电效应 在电压作用下，将电能转换为机械能。 压电材料的特点及应用 。压电材料可以大块使用也可以小块分散使用，利用正压电效应感 知外界的机械能，可以制作微传感器；利用逆压电效应作为驱动力，可 以制作压电微执行器。 9由于压电材料的的变形量十分微小，一般仅在几个m/v,单个 压电元件的变形量约为总长度的0.1%~0.2%，这在需要精密定位的微操 作器中很有意义。 。压电材料作驱动器时，它的激励功率小，响应速度较快，是形状
复杂。 （所以利用硅－蓝宝石可以制作出具有耐高温、耐腐蚀及抗辐射等优越性 能的传感器和电路） SiC 薄膜材料 SiC 是一种特殊环境下使用的化合物半导体。它由碳原子和硅原子组成，利 用离子注入掺杂技术将碳原子注入单晶硅内，便可以获得优质的立方晶体结构的 SiC。 特点：具有优异的物理、化学及电学性能，高强度（是单晶硅的 3 倍）、大 刚度、内部的残余应力很低，较高的压阻系数，熔点高（2300 ）。因此，SiC 材料能在高温下耐腐蚀、抗辐射，非常适合于高温、恶劣环境下工作的微机电系 统的选择使用。 由于 SiC 单晶材料成本高、硬度大及加工难度大，所以以硅单晶片为衬底 的 SiC 薄膜就成为研究和使用的理想选择。与单晶 SiC 薄膜相比，多晶 SiC 的适 用性更广。 压电材料 压电效应 压电材料的主要属性是，其弹性效应和电极化效应在机械应力或电 场（电压）作用下将发生相互耦合，也就是应力－应变－电压之间存在内在联系。 正压电效应 在机械应力作用下，将机械能转换为电能。 逆压电效应 在电压作用下，将电能转换为机械能。 压电材料的特点及应用 压电材料可以大块使用也可以小块分散使用，利用正压电效应感 知外界的机械能，可以制作微传感器；利用逆压电效应作为驱动力，可 以制作压电微执行器。 由于压电材料的的变形量十分微小，一般仅在几个 nm/v，单个 压电元件的变形量约为总长度的 0.1%～0.2％，这在需要精密定位的微操 作器中很有意义。 压电材料作驱动器时，它的激励功率小，响应速度较快，是形状
记忆合金的一万倍。压电器件可做得很薄，且组合灵活。 常用压电材料压电陶瓷 ©陶瓷材料是以化学合成物质为原材料，经过精密的成型烧结而 成。烧结前，严格控制合成物质的组份比，便可以研制成适合多种用途的 功能陶瓷，如压电陶瓷（电致伸缩材料）、半导体陶瓷、导体陶瓷、磁性 陶瓷及多孔陶瓷等。 ©压电陶瓷是陶瓷经过电极化之后形成的，电极化之后的压电陶瓷 为各向异性的多晶体。 压电陶瓷的特点 。用于致动器和传感器元件的压电陶瓷，具有价廉、质轻小巧、易 于与基体结合、响应速度快等优点。此外，它对结构的动力学特性的影响 很小，并且通过分布排列可实现大规模的结构驱动，因而具有较强的驱动 能力和控制作用。 ©由于压电陶瓷具有徽小位移且精度高这一突出优势，适应微机 械、微机器人微小位移控制的要求，用作压电驱动器是比较理想的。 磁致伸缩材料 形状记忆合金 9形状记忆合金(SMA)是一种具有记忆功能的金属材料，即在制 作元件时，赋予它一定的形状。在较低温度下，它会改变这种形状；当温 度升高到原来温度时，它又会恢复到原来形状。 ©形状记忆特性的本质是材料的热弹性通过马氏体相变，将热能转 变为机械能。 。可以通过电流加热的方式，形状记忆合金能发出很大的力，适用 于制作制动器或驱动器，如微阀、微泵等。 形状记忆合金的应力应变特性 热弹性相变与温度、应力及应变有关。在低温或高温状况下，卸载过程结 束时，均无残余的非弹性应变，而呈现出完全弹性。 形状记忆合金的特点 。形状记忆合金的记忆性随合金材料的不同而不同。最大可恢复应
记忆合金的一万倍。压电器件可做得很薄，且组合灵活。 常用压电材料 压电陶瓷 陶瓷材料是以化学合成物质为原材料，经过精密的成型烧结而 成。烧结前，严格控制合成物质的组份比，便可以研制成适合多种用途的 功能陶瓷，如压电陶瓷（电致伸缩材料）、半导体陶瓷、导体陶瓷、磁性 陶瓷及多孔陶瓷等。 压电陶瓷是陶瓷经过电极化之后形成的，电极化之后的压电陶瓷 为各向异性的多晶体。 压电陶瓷的特点 用于致动器和传感器元件的压电陶瓷，具有价廉、质轻小巧、易 于与基体结合、响应速度快等优点。此外，它对结构的动力学特性的影响 很小，并且通过分布排列可实现大规模的结构驱动，因而具有较强的驱动 能力和控制作用。 由于压电陶瓷具有微小位移且精度高这一突出优势，适应微机 械、微机器人微小位移控制的要求，用作压电驱动器是比较理想的。 磁致伸缩材料 形状记忆合金 形状记忆合金（SMA）是一种具有记忆功能的金属材料，即在制 作元件时，赋予它一定的形状。在较低温度下，它会改变这种形状；当温 度升高到原来温度时，它又会恢复到原来形状。 形状记忆特性的本质是材料的热弹性通过马氏体相变，将热能转 变为机械能。 可以通过电流加热的方式，形状记忆合金能发出很大的力，适用 于制作制动器或驱动器，如微阀、微泵等。 形状记忆合金的应力应变特性 热弹性相变与温度、应力及应变有关。在低温或高温状况下，卸载过程结 束时，均无残余的非弹性应变，而呈现出完全弹性。 形状记忆合金的特点 形状记忆合金的记忆性随合金材料的不同而不同。最大可恢复应
