1.2  微成形尺寸效应

1.2.1  尺寸效应简介

微成形过程中，尺寸效应是指制品整体或局部尺寸的微小化所引起成形机理及材料变化规律表现出不同于传统成形过程的现象[20]。尺寸效应的存在，致使微成形工艺无法继续沿用已经相当成熟的传统塑性成形工艺。

尺寸效应的研究可以帮助人们了解随着结构件尺寸的变化，各方面物理量对构建的设计和应用的影响程度。例如研究MEMS设计中的尺寸效应具体目标有三个方面，首先，充分认识宏观领域的理论是否可以沿用，在什么条件下适用，什么条件不适用。如三点弯曲测试过程中的弹性模量和失效强度的评价公式，当第一主应力延长度方向且试件的长宽比、长厚比在什么范围时适用？什么范围不适用?第二是了解随着特征尺寸的不断减小，在宏观领域不太明显的物理量相对作用显著增强，如静电张力和表面张力等，特别是表面效应。最后，宏观理论对哪些量不再适用，如连续介质理论的适用与否则依赖于结构尺寸的具体变化，需要重新加以修正[21]。

1.2.2  尺寸效应分类

尺寸效应从微成形工艺系统的角度提出了一种分类，即材料本征尺寸效应、工艺条件尺寸效应。本征尺寸效应是指由于受到本身物化、几何等属性的影响，材料在典型的性能测试条件下表现出不同于宏观规律的微尺度变形规律的现象；而工艺条件尺寸效应则是因微尺度边界条件的非线性、复杂性造成的材料的变形规律、成形工艺条件、成形机理等方面表现出不同于宏观成形的现象。[20] 

1.2.3  尺寸效应研究现状

近年来国内外学者对尺寸效应进行了较为广泛的研究， 其实验大多数是根据相似性理论来揭示尺寸效应的性质与机理。尺寸效应的影响大致可分为两类，一类是关于流变应力， 另一类则是关于摩擦。经由多方面探索研究，已取得较好的成果，定量分析已趋于可行[22、23]。赵亚西采用高径比为1：1，直径为0.5mm至4mm的H62黄铜柱体试样室温下的单杯和双杯挤压试验，分析了材料尺寸、变形速率、变形程度等对材料流变应力效应的影响；以及通过H62双杯挤压试验，研究微塑性成形中的摩擦效应，结果表明在润滑状态下，随着试样尺寸的减小，摩擦系数呈增大趋势[24]。

1.3  微成形技术发展趋势

微成形技术是一项结合着多学科的生产工艺，具有效率高、产品批量化、材料利用率高等特点，在微细加工领域备受关注。其应用范围广，将创造出巨大的经济效益。微成形的技术研究主要集中于一些工业发达的国家，如日本、德国等，在该领域已经进行了大量的研究，已处于领先地位；而我国该领域的相关研究工作还处于起步阶段。但是，由于当前对该技术在理论和技术方面的认识与研究还存在较多的不足，且受到所服务的微机电系统产业发展进程的限制，制约了微成形技术的实际规模及应用，使其仍处于研究探索阶段。来!自~751论-文|网www.751com.cn

1.4  7075铝合金简介

对微成形研究中，试样的种类有很多，比如H62黄铜、T2紫铜薄板、Zn-22Al合金[25]等。它们的共同点是具有极其良好的变形能力，而强度却不尽人意。7075铝合金是属Al-Zn-Mg-Cu系中的典型超硬铝合金，40年代期已被应用于飞机制造业，至今仍广泛应用于航空航天产业。其具有很好的热处理强化性能，固溶处理后塑性明显提高，在150℃以下有高的强度，但是塑性不佳