军用微系统设计与制造

本书按照高等学院兵器科学与技术专业的教学要求编写，强调微系统技术与武器系统的紧密结合，阐述微系统技术的基础交叉学科理论、先进微纳器件、高端微加工和智能弹药微系统的未来发展趋势。全书共八章，主要内容包括：微系统技术基础、典型微系统原理、典型微传感器、典型微执行器、典型微能源、微系统加工技术、MEMS在现代引信技术中的应用、MEMS安全系统结构、作用及设计方法等。 本书既注重基本原理和必要的理论分析，又力求反映最新的科技成果，同时也突出军事上的实用性。本书是针对高等工科院校兵器科学与技术学科本科生和研究生的专业科技课程而编著的，同时也可以作为其他相关专业学生的辅助教材。

冯跃，北京理工大学机电学院，副教授，兵器科学与技术学科博士生导师。2012年博士毕业于东京大学机械工学专业。长期从事微系统MEMS技术及其在国防领域应用技术研究工作，现为《无人系统技术》青年编委会委员，国际电工能量收集技术标准化工作组专家（IEC TC47/WG7）；主持国家自然科学基金2项目、科技部重点研发计划课题1项、10余项航天与国防项目，获国防技术发明二等奖1项、国际材联电子材料大会IUMRS-ICEM“青年科学家”奖，发表国际学术论文30余篇，授权国家发明专利15项。

第1章 微系统技术基础 1.1 微系统的定义和内涵 1.1.1 微系统的定义 1.1.2 微系统的功能及意义 1.1.3 微系统的特点 1.2 国防需求推动微系统发展 1.2.1 微系统的发展历程 1.2.2 航天领域微系统需求 1.2.3 武器领域微系统需求 1.2.4 机器人领域微系统需求 1.2.5 医疗领域微系统需求 参考文献 第2章 典型微系统原理 2.1 压阻效应 2.1.1 技术背景 2.1.2 理论描述 2.1.3 典型应用 2.2 压电效应 2.2.1 技术背景 2.2.2 理论描述 2.2.3 典型应用 2.3 静电效应 2.3.1 技术背景 2.3.2 理论描述 2.3.3 典型应用 2.4 热效应 2.4.1 热应力效应 2.4.2 热电阻效应 2.4.3 热电效应 2.5 光电效应 2.5.1 技术背景 2.5.2 理论描述 2.5.3 典型应用 2.6 压电驻极体效应 2.6.1 技术背景 2.6.2 理论描述 2.6.3 典型应用 参考文献 第3章 典型微传感器技术 3.1 压力传感器 3.1.1 压阻式压力传感器 3.1.2 压电式压力传感器 3.1.3 电容式压力传感器 3.1.4 光纤式压力传感器 3.2 加速度传感器 3.2.1 电容式加速度传感器 3.2.2 压阻式加速度传感器 3.2.3 压电式加速度传感器 3.2.4 热对流式加速度传感器 3.2.5 光学加速度传感器 3.3 生化传感器 3.3.1 气体传感器 3.3.2 离子传感器 3.3.3 湿度传感器 3.3.4 生物传感器 3.4 温度传感器 3.4.1 热敏电阻温度传感器 3.4.2 热电红外温度传感器 3.4.3 光纤温度传感器 3.5 MEMS陀螺仪传感器 3.5.1 MEMS陀螺仪概述 3.5.2 MEMS陀螺仪发展 参考文献 第4章 典型微执行器技术 4.1 微静电执行器 4.1.1 基本原理 4.1.2 结构与应用 4.2 微压电执行器 4.2.1 基本原理 4.2.2 结构与应用 4.3 微电热执行器 4.3.1 基本原理 4.3.2 U形执行器 4.3.3 V形执行器 4.3.4 双金属执行器 参考文献 第5章 典型微能源技术 5.1 微化学电源 5.1.1 微燃气涡轮发电机 5.1.2 微锂电池 5.1.3 微锌镍电池 5.1.4 微燃料电池 5.2 微物理电源 5.2.1 光伏发电技术 5.2.2 压电式发电技术 5.2.3 电磁式发电技术 5.2.4 驻极体式发电技术 5.3 超级电容器 5.3.1 技术背景 5.3.2 静电双电层电容器 5.3.3 电化学赝电容器 参考文献 第6章 微系统加工技术 6.1 硅基制造典型工艺 6.1.1 表面与体微加工技术概述 6.1.2 光刻 6.1.3 薄膜沉积技术 6.1.4 蚀刻 6.1.5 掺杂 6.2 非硅基制造典型工艺 6.2.1 非硅基技术概述 6.2.2 LIGA技术 6.2.3 电沉积 6.2.4 聚合物柔性工艺 6.3 引线键合与封装技术 6.3.1 引线键合概述 6.3.2 引线键合形式 6.3.3 焊接设备 6.3.4 封装技术 6.4 3D打印技术 6.4.1 3D打印概述 6.4.2 3D打印工艺 6.4.3 3D打印结构设计 6.4.4 3D打印技术在军事上的应用 参考文献 第7章 智能MEMS弹药引信技术 7.1 现代引信本质与内涵 7.2 MEMS智能引信技术 7.3 国外MEMS智能引信现状 7.3.1 典型的MEMS引信器件 7.3.2 典型的MEMS引信组件 7.3.3 典型MEMS引信系统级集成 7.4 MEMS智能引信未来发展方向 参考文献