Analisi micromeccaniche dell'interazione tra superfici rugose

In this thesis the adhesion phenomena in the Micro Electro Mechanical Systems (MEMS) has been studied and simulated. First the properties of roughness have been described, then the contributions to the energy of adhesion, such as van der Waals forces and the capillary attraction, have been investigated. Then, has been described the procedure for the generation of numerical rough surfaces Non-Gaussian. Finally, has been simulated the adhesion processes between two rough surfaces, by a tridimensional Finite Elements model, at varying size, statistical properties that define the surfaces, mesh, roughness, distance between the two surfaces themselves, relative humidity, and contact angle.

In questo lavoro di tesi è stato affrontato lo studio dei fenomeni di adesione nell’ambito dei Micro Sistemi Elettro Meccanici (MEMS). Sono state prima descritte le proprietà della rugosità, poi i contributi all’energia di adesione, quali le forze di van der Waals e l’attrazione capillare. Si è quindi descritta la procedura per la generazione numerica di superfici rugose Non-Gaussiane. Infine, si sono simulati i processi di adesione tra due superfici rugose, per mezzo di una modellazione a Elementi Finiti, al variare delle dimensioni, delle proprietà statistiche che definiscono le superfici, dell’infittimento della mesh, della rugosità, della distanza tra le due superfici stesse, dell’umidità relativa, dell’angolo di contatto.