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微混合是指利用特征尺度在几十至几百微米的微混合器进行流体操作和控制的科学技术,具有反应迅速、高效可靠、过程可控、试剂消耗少等特点,被广泛应用于生化分析、基因分析、细胞筛分、生物医疗、化学合成等领域。针对目前微混合器仍然存在功能单一、性能较差、操作繁琐以及集成化程度低等问题,本文提出一种基于压电驱动的集成式微混合器。该微混合器的驱动源为压电微泵,微混合流道则基于SAR（分裂-重组）混合机理进行创新设计。由于微混合器结合了压电微泵的输出特性,并采用脉动混合模式,因此大幅提高了混合性能,具有性能优异、操作简单、主动性强、便携性好的显著优势。最后,利用仿真分析以及实验测试的方法,证明了集成式微混合器具有优异的混合能力。本文具体研究内容如下:（1）对微混合技术及压电微泵的工作机理进行了理论研究。首先,阐述了微流体的特殊性质,并分析了影响微流体流动的无量纲常数及控制方程,进而得出提高混合效果的理论依据——增大流体间接触面积;随后,提出了一种三相脉动混合方法,该方法具有高效、可控、稳定的混合效果;最后,阐述了微流体驱动装置（压电微泵）的工作原理,优选了压电振子及微阀,并探讨了其对微泵输出流量、输出压力以及截止性的影响。（2）利用COMSOL软件建立了微混合器的数值模型,并对其混合单元与驱动单元进行了CFD仿真模拟,进而获得了浓度分布图;随后,借助MATLAB软件进行数据处理及计算分析,得到了混合度值折线图。最后,基于以上结果,全面评估了该微混合器的混合性能,并优选了微流道的结构参数以及压电微泵的工作条件:微流道入口宽度W=0.30mm,微流道入口角度θ=60°,微泵输出流量Q=2.5ml/min及微泵工作频率f=200Hz。此时混合度值σ达到0.98,几乎完全混合。（3）根据优选的微流道结构参数对集成式微混合器进行设计与制作。首先,结合器件大小与加工工艺,对微混合器进行整体布局设计,确定了整机尺寸为43mm×55mm×8mm,其满足微型化、集成化以及便携化的设计要求。然后,选择了合适的加工材料,并设计了相关制作流程。最后,基于PMMA热压键合工艺制作了微混合器和多组微泵样机。（4）利用自制样机进行了压电微泵的工作性能与微混合器的混合性能实验测试。首先,搭建了压电微泵的性能测试平台,通过实验测得:微泵在驱动电压为100VPP,脉动频率为200Hz时,其输出流量4.9ml/min,输出压力15.8kPa,说明本文设计的压电微泵满足实验要求;然后,在微混合器的混合性能实验中,利用染色剂示踪法对其混合效果进行探究,并借助计算机成像技术实现可视化表征。将实验结果与前期仿真结果进行对比分析,证明了该微混合器具有较高的混合性能及应用价值。