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首页> 外文会议>American Society of Mechanical Engineers(ASME)/Society of Tribologists and Lubrication Engineers(STLE) International Joint Tribology Conference 2004(IJTC 2004) vol.1 pt.A; 20041024-27; Long Beach,CA(US) >THERMODYNAMICS OF CAPILLARY ADHESION IN MEMS
【24h】

THERMODYNAMICS OF CAPILLARY ADHESION IN MEMS

机译：MEMS中毛细粘附的热力学

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摘要

In this extended abstract, we briefly describe a thermodynamic model to treat capillary adhesion energies in MEMS. We first determine the constitutive laws of a capillary pendular ring bridging an asperity to a substrate. We find that the work of adhesion, W, depends on the surface separation rate. For the constant volume case (rapid surface separation), W=2γ (where y is the surface energy per unit area of the liquid-air interface), but if thermodynamic equilibrium is maintained (slow surface separation), W=γ. Thermodynamic analysis indicates that heat from the system walls can lower the work of adhesion at slow separation rates. We extend these constitutive laws to a simple multi-asperity surface in which the asperities are all of constant height. At low vapor partial pressures (p/p_(sat)), adhesion can be several orders of magnitude below γ because of incomplete wetting. As vapor partial pressure increases, condensing liquid fills in the geometric irregularities of the surface. As this filling takes place, W approaches 2γ for both the slow and rapid separation rates.
机译：在这个扩展的摘要中，我们简要描述了一种热力学模型，用于处理MEMS中的毛细管粘附能。我们首先确定将凹凸不平连接到基底的毛细管摆环的本构律。我们发现粘附力W取决于表面分离率。对于恒定体积的情况（快速表面分离），W =2γ（其中y是液-气界面每单位面积的表面能），但是如果保持热力学平衡（慢表面分离），则W =γ。热力学分析表明，来自系统壁的热量会以较慢的分离速度降低粘附力。我们将这些本构定律扩展到一个简单的多粗糙表面，其中粗糙表面都具有恒定的高度。在较低的蒸气分压（p / p_（sat））下，由于润湿不完全，附着力可能比γ低几个数量级。随着蒸汽分压的增加，冷凝液会填充表面的几何不规则性。随着这种填充的发生，对于慢速和快速分离率，W都接近2γ。

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