NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA TẢI TRỌNG NHỎ ĐẾN HỆ SỐ MA SÁT CỦA CẶP VẬT LIỆU SILIC – SILIC TRONG THIẾT BỊ MEMS BẰNG MÔ HÌNH CHỐT TRÊN TẤM PHẲNG

Tóm tắt

Bài báo nghiên cứu ảnh hưởng của tải trọng nhỏ cỡ mN tới hệ số ma sát của cặp vật liệu silic – silic, dùng trong hệ thống MEMS bằng mô hình tịnh tiến dạng chốt trên tấm phẳng. Ở chế độ tải 5 mN, cặp vật liệu SiO2 – SiO2 cho hệ số ma sát bằng 0,4251, cao hơn nhiều so với hệ số ma sát ở chế độ tải thông thường 5 N. Trong chế độ tải nhỏ, ảnh hưởng của các lực bề mặt đến đặc tính ma sát là đáng kể và phải được tính đến khi dự đoán ứng xử ma sát của vật liệu. Trong chế độ tải nhỏ, khi tăng độ nhám bề mặt, hệ số ma sát giảm xuống còn 0,2943. Nhám bề mặt làm giảm diện tích tiếp xúc giữa các bề mặt, từ đó làm giảm hệ số ma sát. Sự khác biệt giữa ứng xử ma sát của vật liệu silic giữa tải nhỏ và tải thông thường cũng được so sánh và đánh giá bằng các thí nghiệm ở cùng điều kiện.

Title

RESEARCH ON THE EFFECT OF SMALL LOAD ON THE COEFFICIENT OF FRICTION OF SILIC-SILIC MATERIAL PAIRS IN MEMS BY LATCH MODELS ON FLAT PLATES

Abstract

This paper studys the effect of low-load on Silicon’s Coeficient of Friction (COF) used in MEMS by the reciprocating pin-on-plat model. At the load of 5 mN, the COF of SiO2 – SiO2 is 0,4251, much higher than one at the normal load’s case. At the low load, the influence of surface forces on frictional properties are significant and must be taken into account when predicting the frictional behavior of a material. In low load regime, when the surface roughness increases, silicon’s coefficient of friction is reduced to 0,2943. Surface roughness reduces the contact area between the surfaces, thereby reducing the coefficient of friction. The different frictional behavior of silicon between low and normal load are also compared and evaluated by experiments under the same conditions.