1。2  平面微弹簧

1。2。1  微弹簧简介

微弹簧是一种MEMS器件，为微传感器和微执行器提供弹性力和能量的传递[13]。从形状分，微弹簧的形状类型主要有C型、S型、W型[14]三种。从材质分类，微弹簧可以分为硅质和非硅质两类，其中非硅质的材料又包括紫外光固化的SU-8胶和金属。材料的多元化是由其复杂的工作环境所决定的，精密的微器件成型技术已经成为世界瞩目的焦点，而制备技术同样也是MEMS技术的瓶颈所在。目前，由于加工工艺的限制，微弹簧多为平面结构[15,16]。现有的加工技术仍然以半导体技术为基础，大部分采用传统的LIGA（微电铸）技术，其材料是SU-8胶。虽然SU-8胶力学性能接近玻璃，且工艺简单，大量应用在气动驱动微控制器[17]和微阀门[18]，但是SU-8胶或硅本体在弹性力较大时力学性能不及金属材料，金属材料可以提供非常良好的抗疲劳性能和应力应变，因此，使用金属材料制备的平面微弹簧可以在拉力较大时达到比较良好的效果。

1。2。2  平面微弹簧研究现状

1。3  微成形技术

1。3。1  微成形技术简介

产品微型化正在势不可挡地迅猛发展，资料显示，在过去七年中，微技术产品的交易额已经达到了150-350亿美元[31]。微成形技术是指塑性加工时至少在二维方向上尺寸达到亚毫米级结构的技术[32]。与传统塑性加工方法相比，微成形技术不仅继承了传统塑性加工的优点，如加工生产效率较高、节省材料、力学性能优良等，而且加工对象尺寸小，可以精密加工形状复杂的微零件[33]。由于尺度效应的存在，传统塑性加工的尺寸效应影响因素有形状、表面特征等，但微成型过程中重力、附着力和表面张力的存在影响不容忽视[34,35]。

最初的微成型加工方式主要依赖光刻、蚀刻等加工方法，但是生产效率低下、耗费时间长并且成本高昂，不利于微成形技术的发展。因此生产效率较高、生产周期较短的微成型模具成为了新的科学研究热点。

1。3。2  微挤压技术

微挤压是微成型技术中最典型的工艺之一，是指用冲头或者凸模向置于凹模里的坯料加压，使其发生塑性流动而获得需要的具备一定尺寸、形状及力学性能的挤压件的加工技术[36,37]。

1。4  铝青铜简介及其优势

1。4。1  铜合金及简介

铜和其他金属一起熔炼而成的合金成为铜合金。按照添加的金属元素的种类多少分类，铜合金可分为二元、三元和多元铜合金；按照添加的元素的组分分类铜合金可以分为白铜（铜镍系合金）、黄铜（铜锌系合金）和青铜（铜锡系合金和其他除白铜、黄铜之外的铜合金）。铜及铜合金具有以下几点优点[38]：

（1）铜及铜合金导电、导热性能极佳，抗腐蚀能力强，同时具有抗磁性；文献综述

（2）塑性极佳，加工性能优良；

（3）具备某些特殊的机械性能，如青铜和部分黄铜具有良好的耐磨性和减磨性，铝青铜和铍青铜具有高疲劳极限和高弹性极限。

1。4。2  铝青铜及其优势

铝青铜常被用来制造齿轮、涡轮等高强度耐磨零件和其他耐腐蚀弹性元件，因为其具备以下几点优点[39]：

（1）力学性能优良。如高硬度、高强度，极佳的塑性和韧性，在保证工件的力学性能的同时有利于工件的加工成形，。

（2）化学稳定性优良。铝青铜耐酸碱、抗氧化、耐腐蚀，可以延长工件的使用寿命。

（3）致密性高。可用于制造高压环境工作的零件。

（4）抗磨损、抗冲击性能优良。在润滑不良和冲击载荷下性能优于钢材，利于延长工件使用寿命。