本书在世界范围内收集了微制造领域著名学者的研究成果，全面总结了微制造技术的最新进展，系统介绍了机械微制造、激光微制造、微锻造、微成形及分层微制造等微制造工艺，同时阐述了微制造过程的建模与分析，另外还介绍了微尺度下测量、检测及质量控制等的基本手段和方法。该书是国际上第一部关于非硅机械微制造的著作，技术先进、学术思想新颖、内容具体详实，对我国微制造领域的研究发展具有较大推动作用。本书可供机械、材料、生物
医学工程、微电子学等专业的师生和研究人员参考，也可供相关专业的企业技术人员阅读。
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前言0
第一章 微制造基础11.1 引言1
1.2 微成形（微尺度变形加工）31.2.1 微成形加工中的尺寸效应4
1.2.2 微尺度变形数值仿真7
1.3 分立零件微制造的机械微加工81.3.1 机械微加工中的尺寸效应11
参考文献14
第二章 半导体工业中的微制造工艺192.1 引言19
2.2 半导体衬底192.2.1 硅19
2.2.2 硅片制造20
2.2.3 硅的氧化21
2.2.4 碳化硅（SiC）与砷化镓（GaAs）22
2.3 化学气相沉积（CVD）222.3.1 CVD的类型23
2.3.2 CVD生长的优缺点24
2.4 光刻技术25
2.5 物理气相沉积（PVD）26
2.6 干法刻蚀技术28
2.7 湿法体材料微加工29
2.8 总结30
参考文献30
第三章 微尺度建模与分析313.1 引言31
3.2 微尺度下连续介质模型局限性32
3.3 修正的连续介质模型34
3.4 分子动力学模拟及其局限性35
3.5 微尺度模拟方法实例及其相互比较363.5.1 均匀摩擦下多晶体各向异性有限元法36
3.5.2 利用第一性原理计算电子态获得原子间势对摩擦界面进行分子动力学模拟41
3.5.3 晶体塑性有限元与分子动力学结合（注射—镦粗）45
3.6 总结、结论以及待研究的问题50
参考文献51
第四章 微尺度测量、检测与加工控制524.1 引言52
4.3 数字全息成像显微系统594.3.1 扫描式电子显微镜60
4.4 微坐标测量机——μCMM61
4.5 扫描式探针显微镜624.5.1 微计算机X射线照相术63
4.5.2 扫描声学显微镜64
4.5.3 微机械部件的测温65
4.6 机械特性的测量664.6.1 拉曼光谱法66
4.6.2 弯曲测试67
4.6.3 拉伸测试67
4.6.4 界面特性68
参考文献68
第五章 分层微制造735.1 引言735.1.1 历史74
5.1.2 加工步骤75
5.1.3 分层制造的优势80
5.2 分层制造工艺815.2.1 分类81
5.2.2 工艺细节81
5.3 材料和分层制造加工能力1005.3.1 材料100
5.3.2 分层制造加工能力102
5.4 分层制造技术的应用1055.4.1 快速成型105
5.4.2 快速模具106
5.4.3 快速/直接制造109
5.5 发展趋势112
参考文献114
第六章 激光微加工1256.1 引言125
6.2 激光辐射、吸收和热效应127
6.3 激光加工材料1296.3.1 激光加工金属和合金129
6.3.2 激光加工处理聚合物和复合材料130
6.3.3 激光加工处理玻璃和硅130
6.3.4 激光加工陶瓷与硅130
6.4 激光加工工艺参数1316.4.1 激光光斑尺寸和光束质量131
6.4.2 峰值功率131
6.4.3 脉冲持续时间132
6.4.4 脉冲重复率132
6.5 超短脉冲激光烧蚀1336.5.1 双温传热133
6.5.2 表面的电子发射和库仑爆炸135
6.5.3 电子发射形成早期等离子体136
6.5.4 流体动力学膨胀137
6.6 纳秒脉冲激光烧蚀1406.6.1 烧蚀机理140
6.6.2 双脉冲激光烧蚀142
6.6.3 纳秒激光诱导等离子体143
6.7 激光冲击强化1456.7.1 激光冲击强化加工145
6.7.2 激光冲击强化物理学146
6.7.3 LSP对材料机械特性的影响149
6.7.4 LSP的优势、劣势和应用150
参考文献151
第七章 聚合物微成型/成形工艺1577.1 引言157
7.2 微模具成型用聚合物材料159
7.3 微模具成型工艺分类160
7.4 微模具成型加工普遍动力学163
7.5 微注射模具成型1667.5.1 微注射成型设备167
7.5.2 注射模具快速热循环168
7.5.3 微注射模具成型工艺策略169
7.6 热模压1707.6.1 高效热循环171
7.6.2 恒温模压成型173
7.6.3 贯穿厚度压印173
7.6.4 壳体图案模压174
7.6.5 模压成形压力实现176
7.7 微模具制造177
7.8 结论与正在进行的研究178
参考文献181
第八章 机械微制造1868.1 引言186
8.2 微尺度下材料去除1878.2.1 尺寸效应187
8.2.2 极限切削厚度188
8.2.3 微结构和晶粒尺寸影响189
8.3 刀具几何、磨损与变形1908.3.1 微型刀具几何形状与涂层191
8.3.2 微切削刀具磨损机理193
8.3.3 动态载荷下刀具刚度和变形194
8.4 微车削1968.4.1 作为刀具材料的金刚石196
8.4.2 金刚石微切削197
8.5 微端铣1988.5.1 微型铣刀199
8.5.2 微铣削力学200
8.5.3 微铣削数值分析201
8.5.4 微铣削动态特性204
8.5.5 微端铣工艺规划204
8.6 微钻削207
8.7 微磨削208
8.8 微机床210
参考文献211
第九章 微成形2179.1 引言217
9.2 微锻造222
9.3 微压印/模压223
9.4 微挤压225
9.5 微弯曲227
9.6 微冲压成形228
9.7 微拉深成形228
9.8 微液压成形231
9.9 微成形应用设备和系统232
9.10 总结与未来工作233
参考文献234
第十章 微细电火花加工（μ-EDM）23610.1 引言236
10.2 微细电火花加工工艺23710.2.1 微细电火花加工的物理原理237
10.2.2 脉冲发生器/电源238
10.2.3 微细电火花加工的变型242
10.3 微细电火花加工工艺的参数控制24610.3.1 电参数246
10.3.2 材料的性能参数248
10.3.3 机械运动控制参数249
10.4 微细电火花加工性能测试25110.4.1 材料去除率251
10.4.2 工具电极损耗率251
10.4.3 表面质量251
10.4.4 电火花间隙/切缝宽度、间隙宽度252
10.4.5 微细电火花加工小型化的公差和限制252
10.5 微细电火花加工工艺应用与实例25310.5.1 在线电极制备253
10.5.2 利用微细电火花加工刀具254
10.5.3 制造用于钻孔的微型钻头（孔的尺寸与钻头相同）256
10.5.4 重复的模式转移批量处理257
10.5.5 成型加工微型腔和微型结构260
10.5.6 微细电火花铣削制造三维微特征和微模具261
10.5.7 微细电火花铣削精细特征262
10.5.8 大深径比微孔和喷嘴制造262
10.5.9 微细电火花加工的其他创新应用263
10.6 微细电火花加工最近的发展和研究26410.6.1 LIGA和微细电火花加工264
10.6.2 微细电火花加工和微磨削265
10.6.3 微细电火花加工和微细电解加工265
10.6.4 微细电火花加工和微超声波加工266
10.6.5 振动辅助微细电火花加工267
10.6.6 混粉微细电火花加工268
10.6.7 微细电化学放电加工269
10.7 总结270
参考文献270
第十一章 微尺度金属粉末注射成型技术27511.1 金属注射成型技术介绍275
11.2 微金属注射成型技术276
11.3 原料准备27711.3.1 粉末277
11.3.2 黏结剂278
11.3.3 原材料的混炼279
11.4 注射成型28111.4.1 微金属粉末注射成型技术的设备及工艺参数281
11.4.2 微金属粉末注射成型技术的模具镶块282
11.4.3 微金属粉末注射成型技术的变模温283
11.5 脱脂285
11.6 烧结28611.6.1 微结构的烧结287
11.6.2 微齿轮的烧结288
11.7 结束语289
参考文献289
彩图292
主题词索引296
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