张凯翔， 马明哲， 刘 泽

(1.武汉大学 土木建筑工程学院 工程力学系，湖北 武汉 430072；2.武汉大学 土木建筑工程学院 土木工程系，湖北 武汉 430072)

0 引 言

随着微纳机电系统(MEMS/NEMS)在各个领域内的广泛应用，对MEMS/NEMS机械部件进行力学测试变得非常迫切[1～4]。由于大多数器件都在微米(μm)尺度以下，这对传统的制样方法、试样的固定与对准，以及测试方法都提出了新的挑战[5]。近年来，人们设计并开发了各种微力传感器。例如，刘瑞等人开发了基于微弹簧结构的拉伸传感器[6]，王海涛等人发展了电容式传感器[7，8]，章晓明等人开发了柱式结构的电阻式传感器[9]。尽管关于微力传感器的研究取得了显著进展，但目前多为基于将力信号转换为电信号的原理进行间接测量，因此对外电路设计要求较高。

另一方面，传统的压阻式或压电式传感器通常采用硅电子微加工工艺，因此，传感器材质局限于硅、陶瓷等脆性材料。这些传感器尽管测试精度高，但测试量程受到材料本征属性(弹性极限)的限制。非晶合金(又称金属玻璃)，是由金属合金熔体经急速冷却而得到的在室温下具有固体性质的非晶态材料，由加利福尼亚理工学院的Duwez P等人通过甩带法首先制得[10]。非晶合金由于具有高强度(～2 GPa)、高弹性极限(高达～2 %)、抗腐蚀耐磨损，且可在超冷液相区进行热塑性成形等优异特性[11～14]，是一种潜在的MEMS/NEMS新型材料[15～17]。然而目前还鲜有把非晶合金应用到MEMS/NEMS中。易军等人研制了基于非晶合金纤维的应变计[7]，Ou C H等人基于铁基非晶合金优异的力、磁特性开发了电磁驱动的二维MEMS微镜[16]。……