微流体混合器是微流体系统中的重要器件之一。目前，国内外己报道了许多基于不同原理、类型各异的微流体混合器。这些混合器大致可分为主动式和被动式两类。它们虽可在一定程度上提高微流体的混合效果，但存在结构复杂、需较长的混合通道和时间等缺陷。论文针对微观下流体混合的机理，将压电微悬臂梁集成到微流体的混合通道中，利用其在交变电场作用下产生的周期性的、往复式摆动在两流体的分界面上对微通道中处于层流状态的流场进行横向的、直接的干扰，以期进一步增强流体混合的效果，设计并制作了一种压电驱动的主动式微流体混合器。 论文首先从理论上分析了悬臂梁静止和摆动时混合通道内流场的形态，并就压电悬臂梁在电场作用下的横向位移及微纳米尺度下电极层对其动态性能的影响等进行了研究。接着，论文基于受迫阻尼振动理论建立了浸没于粘性流体中的压电悬臂梁在交变电场作用、工作在非共振状态下的数学模型，并在一定程度上验证了其正确性。 论文还采用数值仿真方法对新型压电驱动微流体混合器的结构尺寸和混合性能在不同结构和操作参数下进行了仿真和优化，确定了新型混合器的最佳结构形式，最后通过MicroPIV和荧光测试技术实验研究了新型混合器混合通道内的流场在悬臂梁静止和摆动时的变化及混合器的混合性能，并得出了与仿真一致的结论：在混合通道内流体流动的雷诺数为7.12，悬臂梁摆动频率200Hz，施加电压60V的实验条件下，新型混合器可获得仅1mm左右的最小混合长度。就作者所知，这比目前现有的同类混合器的性能要好得多。同时，新型混合器还具有结构简单、制作简便、成本低廉、混合过程可控、适应混合具有不同粘度和扩散系数的流体、易与微流体系统集成等优点，其缺点是由于电场的作用悬臂梁在摆动过程中会产生热量，因此对那些含有对温度敏感分子的流体的混合应用受到限制。