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由于尺寸效应和表面效应,界面行为已经成为精微机械领域中的关键性基础问题,其导致的界面粘附失效是精微机械中最常见的失效模式之一。本论文针对精微机械的典型粘附失效形式,分别从固-固界面及固-液界面角度讨论了外电场作用下的界面粘附特性及规律。为了研究外电场作用下的固-固界面粘附特性,本文研制了力分辨率在10μN的微观粘着测试仪,可以测量不同环境湿度、外电场强度下各种接触材料在0.1-7mN范围内的接触粘着力。该仪器可研究外电场作用下的固-固界面粘附特性以及液体介质对外电场作用下的固-固界面粘附特性的影响。论文实验研究了外电场作用下固-固界面的粘附力及其变化规律,建立了针对球-面接触的粗糙表面扩散充电模型。利用该模型分析了接触充电时间、外电场强度、界面材料特性等对固-固界面粘附特性的影响,建立了最大电荷注入密度、等效充电时间常数与外电场强度、电介质材料性质之间关系的物理模型,并基于该模型揭示出不同电介质材料对固-固界面粘附特性的影响。论文将外电场作用下固-固界面粘着物理模型应用到射频MEMS开关设计,从引入表面形貌修正的C-V曲线揭示了三种开关失效模式的机理和规律,给出了考虑界面电荷积累效应的开关使用寿命计算模型,并提出了改进开关性能的新设计方案。通过对外电场作用下固-固界面粘附机理的分析,提出将液体介质引入固-固界面以实现对其界面粘附特性的改变与控制,并以甘油及十六烷作为典型的极性与非极性液体,应用微观粘着测试仪进行了相关的实验验证。本论文将动态石英晶振微天平(QCM)在液体测试中的响应函数拓展到双层膜模型,并在此基础上定量研究了外电场作用下5CB液晶近固-液界面(近壁面)层的粘弹性性质及相变行为。研究发现外电场作用将导致5CB近壁面层复剪切粘度降低,与体相液晶的电粘效应相反,同时电场与壁面的耦合作用导致近壁面层液晶的相变温度升高,且高于根据向列相模型得到的5CB液晶的相应理论值。论文利用液晶分子长棒模型从分子排列角度对其进行了解释,并发现电场导致的近壁面有序分子层的存在可以使液晶在边界润滑区产生较低摩擦系数的现象,提出了通过电场控制精密机械低速启动中的界面粘附问题的新思路。