微流控系统指用微通道操控或处理微流体的系统,是MEMS（Micro-ElectroMechanical System）的重要一环。而微泵作为其中关键的执行器件,标志着微流控系统发展水平。在众多微泵中,磁流体驱动微泵具有泵送过程简单、响应迅速、可控性强等特点,在微流体输运网络、液相色谱分析、聚合酶链反应等领域具有广泛的应用前景。本文为充分发挥磁流体驱动微泵的优势,针对其泵送流量不高、组件繁多、制作工艺复杂等缺点,重点对提升磁流体驱动微泵的工作性能,降低微泵组成系统的复杂性等方面进行了研究。论文的主要研究内容如下:第一章,对微泵的发展现状进行了研究。将当下常见的微泵按其结构中是否有活动阀片,分为有阀和无阀型微泵。其中有阀型微泵主要包括压电驱动、静电驱动、电磁驱动和气动驱动微泵,无阀微泵主要有电渗驱动、表面张力驱动、磁流体驱动和热气泡驱动微泵。总结了每种驱动方式微泵的驱动原理和工作特点以及优势和不足,并对近年来国内外提出的具有代表性的微泵的工作原理、结构组成、性能参数进行了汇总和对比。着重研究了磁流体驱动微泵的系统组成、结构方案和工作特点,总结了磁流体驱动微泵的优势劣势和改进方向。第二章,对磁流体的组成方式进行了探究。将常用的固体磁性微粒、基液和表面活性剂的物理化学性质进行了归纳,并按其组成方式和应用领域进行了分类,根据上述调查分析选择出最适合本课题使用的磁流体。此外,研究了了磁流体的磁化特性、稳定特性、粘度特性和热力学特性,分析了磁流体微泵的控制原理,建立了变化磁场下磁流体两端所受压力差的模型。第三章,基于磁流体的特性和驱动原理提出了一种在泵腔内设有挡板的新型无阀磁流体驱动微泵。对微泵的结构进行了设计,提出了两种挡板形状方案,通过有限元仿真软件对两种方案的腔内流场进行了数值建模仿真,筛选出优选方案。对挡板进一步优化,将挡板末端改为液滴状结构,并通过仿真研究了液滴状结构的半径对泵腔内流场的影响,根据仿真结果选定最优的结构半径。最后对优化后的结构进行了流速稳定性仿真,仿真结果表明整个泵送过程中流速稳定性较高,可通过控制磁流体的转动速度对微泵泵送流量进行较精确的控制。第四章,采用传统软光刻工艺制造微泵。在平面设计软件上绘制了微泵的版图,通过匀胶、前烘、曝光、后烘、显影、坚膜等步骤制作了微泵的模具,将PDMS混合物浇注到模具上制成PDMS芯片。最后将PDMS芯片与玻璃基底进行键合制成样机。此外,对微泵的实验工作平台和控制系统进行了设计和搭建,并编写了控制方案和控制程序。工作平台是由环氧树脂胶将切割好的PMMA板粘合而成的,控制系统由步进电机、减速器、电机驱动器和PLC组成。第五章,设计了磁流体微泵的流量、背压和双向泵送测试装置。先后测量了电机转速（ω）、泵送背压（p）、永磁铁叠加数量（n）、永磁铁旋转半径（r）等参数对微泵泵送性能的影响。实验表明磁场强度越大、电机转速越低时微泵单次泵送量较大。当磁铁叠加数量为4、泵送背压为0、磁铁旋转半径为5 mm时,微泵样机可实现最大的泵送流量约为256.83μl/min,可承受最大背压约为4195.04Pa。微泵在工作过程中无死体积出现,有着较高的流量和背压,泵腔的对称结构使得微泵可以双向泵送,在对流量要求较高的微流控系统中具有广泛的应用前景。