PhD
Theoretical and experimental study of capillary condensation and of its possible application in micro-assembly
Group : Micro-technologies / Micromanipulation
Staff : Alexandre Chau (Researcher), Alain Delchambre (Promoter), Pierre Lambert (Co-promoter)
Abstract
Nowadays, the assembly of small (<1mm) components has become an industrial reality. Many domains like MEMS, surgery, telecommunications, car industry, etc. now have large use of micro-parts. At this scale, predominant forces are different than in \emph{macroworld} (for a presentation of the microworld, see [lambertspringer]). The pieces often undergo adhesion problems. The adhesion forces can be splitted in different components: van der Waals, electrostatics and capillary condensation. This work focuses on capillary condensation as it often can be the major component of the adhesion force.
The first part of this work details a review of literature of different fields involved in capillary condensation. A simulation tool is then implemented and theoretically validated in the second part of the work. Finally, a test bed is presented; this bed is then used to experimentally validate the simulation results. \br
Experiments and simulation results are shown to concord. Therefore, the simulation tool can be used to model the force due to capillary condensation.
The first part of this work details a review of literature of different fields involved in capillary condensation. A simulation tool is then implemented and theoretically validated in the second part of the work. Finally, a test bed is presented; this bed is then used to experimentally validate the simulation results. \br
Experiments and simulation results are shown to concord. Therefore, the simulation tool can be used to model the force due to capillary condensation.
Résumé
L'assemblage de composants de petite taille (<1mm) est devenu une réalité industrielle. De nombreux domaines comme les MEMS, la chirurgie, les télécommunications ou l'industrie automobile utilisent maintenant de nombreux micro-composants. A cette échelle, les forces prédominnates ne sont plus les mêmes que dans le macromonde (pour une présentation du micromonde, voir [lambertspringer]).
Les pièces sont soumises à des problèmes d'adhésion. L'adhésion est séparée en plusieurs composantes, van der Waals, les forces électrostatiques et la condensation capillaire. Ce travail se concentre sur l'étude de la condensation capillaire.
Le travail est structuré en 3 parties : la première partie reprend une revue de la littérature pour différents domaines utiles dans l'étude de la condensation capillaire. La seconde partie détaille l'outil de simulation réalisé ainsi que sa validation théorique. La troisième partie reprend la description du banc de mesure réalisé. Ce banc a été utilisé pour valider les résultats de simulation.
L'expérience montre ainsi que les résultats théoriques correspondent à ceux mesurés et que l'outil de simulation peut donc être utilisé pour modéliser la force due à la condensation capillaire.
Les pièces sont soumises à des problèmes d'adhésion. L'adhésion est séparée en plusieurs composantes, van der Waals, les forces électrostatiques et la condensation capillaire. Ce travail se concentre sur l'étude de la condensation capillaire.
Le travail est structuré en 3 parties : la première partie reprend une revue de la littérature pour différents domaines utiles dans l'étude de la condensation capillaire. La seconde partie détaille l'outil de simulation réalisé ainsi que sa validation théorique. La troisième partie reprend la description du banc de mesure réalisé. Ce banc a été utilisé pour valider les résultats de simulation.
L'expérience montre ainsi que les résultats théoriques correspondent à ceux mesurés et que l'outil de simulation peut donc être utilisé pour modéliser la force due à la condensation capillaire.
