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尺度效应和粒度效应一、引言尺度效应和粒度效应是地理学中常用的概念，用于描述地理现象在不同尺度或粒度下的变化规律。
尺度效应和粒度效应的研究对于我们深入理解地理现象的本质和规律具有重要意义。
本文将从概念的解释、影响因素、应用案例等方面对尺度效应和粒度效应进行全面、详细、完整且深入地探讨。
二、尺度效应的概念尺度效应是指地理现象在不同尺度下的表现形式和变化规律。
地理现象具有多个尺度，从微观到宏观，从小区域到全球范围，都会呈现出不同的特征。
尺度效应研究的核心问题是在不同尺度下地理现象的变化规律以及尺度变化对地理现象的影响。
1. 尺度效应的类型尺度效应可以分为空间尺度效应和时间尺度效应两种类型。
空间尺度效应是指地理现象在不同空间尺度下的变化规律，例如城市人口密度在不同城市规模下的变化规律；时间尺度效应是指地理现象随时间变化的规律，例如气候变化对植被分布的影响。
2. 尺度效应的机制尺度效应的产生机制是多样的，主要包括尺度依赖性、尺度冲突和尺度转换三种机制。
尺度依赖性是指地理现象在不同尺度下的相互依赖关系，例如城市发展对周边乡村的影响；尺度冲突是指地理现象在不同尺度下表现出的矛盾和冲突，例如全球环境保护与国家经济发展之间的矛盾；尺度转换是指地理现象在不同尺度下表现出的转换关系，例如城市的空间扩张与人口增长之间的转换关系。
三、粒度效应的概念粒度效应是指地理现象在不同粒度下的表现形式和变化规律。
粒度是指地理现象观测和分析的单位大小，可以是空间上的单元大小，也可以是时间上的观测间隔。
粒度效应研究的核心问题是在不同粒度下地理现象的变化规律以及粒度变化对地理现象的影响。
1. 粒度效应的类型粒度效应可以分为空间粒度效应和时间粒度效应两种类型。
空间粒度效应是指地理现象在不同空间粒度下的变化规律，例如土地利用在不同空间分辨率下的变化规律；时间粒度效应是指地理现象在不同时间粒度下的变化规律，例如气候变化对农作物产量的影响。
2. 粒度效应的机制粒度效应的产生机制也是多样的，主要包括粒度依赖性、粒度冲突和粒度转换三种机制。
物理学中的尺度效应研究物理学是一门自然科学，它研究的是物质的结构、性质和相互作用规律。
而物理学中的尺度效应研究，是指在不同的尺度下，物质的性质和行为发生了怎样的变化。
这种变化在微观和宏观上都有所体现。
在物理学中，尺度效应是一个非常重要的研究领域，它涉及到物理学的各个方面，具有广泛的应用前景。
一、微观尺度下的尺度效应微观尺度下的尺度效应主要涉及到物质的基本单位，即原子、分子和原子核等。
这些基本单位的尺寸非常小，常常只有纳米、皮米甚至更小。
在这种尺寸下，物质的性质发生了很大的变化。
例如，纳米材料的电学、磁学特性会发生明显的变化，纳米粒子的光学性质也有了很大的提升。
在这种情况下，尺度效应的研究不仅可以丰富我们对物质的认识，还可以为纳米技术的发展提供基础理论和实验依据。
二、宏观尺度下的尺度效应在宏观尺度下，尺度效应主要涉及到物质的性质随尺寸的改变而发生的变化。
随着尺寸的不断增加，物质的性质也会发生相应的变化。
例如，物体的表面积与体积的比例会随着物体的大小发生改变，小物体的表面积与体积比例较大。
这种尺度效应在生物、物理、化学等领域都有很多应用，如在生物医学中，对纳米材料的催化剂和药物传递进行了很多的研究。
三、尺度效应在实验研究中的应用在实验研究中，尺度效应通常被应用于材料的制备、性能测试和相关性质的探究中。
例如，通过尺寸调控的方法，可以制备具有特殊性质的纳米材料，如半导体纳米晶体、有机/无机纳米复合材料等。
同时，在性能测试中，通过相同体积的纳米材料和微米级别的材料进行对比，可以研究纳米尺度下的尺度效应。
此外，尺度效应还应用于材料的相变研究、薄膜物理等方面。
四、尺度效应在工业应用中的作用尺度效应不仅在理论研究和实验研究中具有重要作用，在工业应用中也起着非常重要的作用。
例如，在光学和电子学领域，利用尺度效应可以制备具有高光学、光电性能的纳米材料，这有望应用于太阳能电池、光电器件等方面。
此外，在催化剂领域，通过尺度效应可以制备具有高催化活性和选择性的纳米催化剂。
MEMS设计中的尺度效应MEMS（微机电系统）是一种将微观尺度上的机电元件集成到微型芯片中的技术。
在MEMS设计中，尺度效应是一个重要的考虑因素。
尺度效应指的是当材料或结构的尺寸减小到微观尺度时，与宏观尺度相比会出现新的物理现象和行为。
本文将详细介绍MEMS设计中的尺度效应。
尺度效应在MEMS设计中有着广泛的应用。
一方面，尺度效应可以改变材料的力学特性。
例如，当材料尺寸减小到纳米尺度时，材料的力学刚度将会增加。
这是因为在小尺度下，表面效应变得更加重要，原子之间的相互作用力增强。
这种尺度效应在MEMS设计中需要考虑，因为它会直接影响到微弹性体的材料刚度和弹性模量。
另一方面，尺度效应也可以改变材料的电学和热学特性。
当材料尺寸减小到纳米尺度时，电子和热传输会受到限制，从而出现新的效应。
例如，纳米材料的电阻会随着尺寸的减小而增加，导致电流密度增大。
这种尺度效应在MEMS设计中需要考虑，因为它会影响到微电子元件的电性能和热性能。
此外，尺度效应还会改变材料的光学特性。
当材料尺寸减小到纳米尺度时，光在材料中的传播方式会发生变化。
例如，纳米颗粒会显示出新的光学性质，如表面等离子共振。
这种尺度效应在MEMS设计中需要考虑，因为它可以用于各种光学传感器和光学器件。
在MEMS设计中考虑尺度效应是非常重要的，因为它可以提供新的功能和性能。
例如，利用尺度效应改变材料的力学特性可以设计出更加敏感的力传感器和加速度计。
利用尺度效应改变材料的电学特性可以设计出更小、更快速的微电子器件。
利用尺度效应改变材料的光学特性可以设计出更高灵敏度的光学传感器和光学开关。
尺度效应还可以帮助设计出更稳定和可靠的MEMS器件。
由于尺度效应会改变材料的性质，因此可以利用它来减少MEMS器件的热漂移和机械失配问题。
例如，通过选择尺寸合适的材料，可以使MEMS器件在温度变化或振动环境下保持稳定的性能。
然而，尺度效应也会带来一些挑战。
首先，由于材料尺寸的减小，制造和测试过程变得更加困难。
首先，要看相片里有个最后没电的ppt,然后是一个对比的表格和图片。
第一章微细加工的基本方法微细加工技术是指制造【微小尺寸】【零件和图案】的生产加工技术。
微细加工技术分为【单项】的微细加工技术和【系统】的微细加工技术。
（最后一个多一个零）微细加工的范围、特点和应用微细加工技术的加工尺度范围概念：【上限尺度——亚毫米】机械切削直径0.1mm,精度0.01mm的软钢轴，实验表明：当吃刀深度在0.1mm以上进行普通车削加工时，单位面积的切削阻力为196～294N／mm2；（有较多的位错缺陷）当吃刀深度在50μm左右进行微细铣削加工时，其值约为980 N／mm2；（有较少的位错缺陷）当吃刀深度在1μm以下进行磨削加工时，则其阻力高达12740N／mm2。
（接近无位错缺陷）【下限尺度——纳米】（溅射去除或镀膜加工，原子或分子加工。
）微细加工与一般尺寸加工不同主要表现在：精度表示方法不同一般尺寸加工的精度用其加工误差与加工尺寸的比值来表示，这就是精度等级的概念(如：Ø30H7)。
在微细加工时，由于加工尺寸很小，需要用误差尺寸的【绝对值】来表示加工精度，即用去除一块材料的大小来表示，从而引入了【"加工单位"】的概念。
在微细加工中，加工单位可以小到分子级和原子级。
加工机理不同微细加工时，由于切屑很小，切削在晶粒内进行，晶粒作为一个个不连续体而被切削。
这与一般尺寸加工完全不同，一般尺寸加工时，由于吃刀量较大，晶粒大小可以忽略而作为一个连续体来看待。
因而常规的切削理论对微细加工不适用。
加工特征不同一般尺寸加工以获得一定的尺寸、形状、位置精度为加工特征。
而微细加工则以分离或结合分子或原子为特征，并常以能量束加工为基础，采用许多有别于传统机械加工的方法进行加工。
微细加工的应用及分类微细加工技术最大的应用领域是集成电路工业。
但与我们上述的加工方法不同之处是它是主要利用【曝光】和【刻蚀】技术进行的加工方式。
微成形中的尺寸效应及种类
微成形中的尺寸效应是指材料尺寸缩小到微米或纳米级别时，其性质和行为出现微观效应或尺寸依赖效应的现象。
常见的微成形尺寸效应有以下几种：
1. 表面效应：表面积比体积大量增加，表面所受的力变得更加重要，会导致材料的物理性质和机械行为发生变化。
2. 界面效应：当材料尺寸变小到纳米级别时，材料中不同相的界面积比例增加，界面对材料性质和行为的影响也会变得更加明显。
3. 粘附效应：小尺寸的材料表现出更高的粘附性和表面张力，影响材料形状和成型行为。
4. 尺寸限制效应：材料尺寸缩小时，材料的晶粒尺寸和晶界密度也会随之减小，材料的力学性能和响应也会发生变化。
5. 量子尺度效应：当材料尺寸缩小到与波长相当的尺度时，材料的电子和光子行为会发现显著的量子效应，比如电子能带结构和能级分立等。
这些尺寸效应在微成形过程中需要考虑到，以实现更加精准的制备和控制。
微电子器件制造中的尺度效应与材料性能研究随着科技的迅速发展，微电子器件已经成为现代社会不可或缺的一部分。
微电子器件的制造涉及到许多复杂的工艺和材料，其中尺度效应和材料性能的研究是非常重要的。
尺度效应是指当尺寸减小到纳米级别时，材料的性质和行为会发生明显的变化。
这是因为当尺寸减小到纳米级别时，材料的表面积相对于体积的比例增加，从而导致表面效应的增强。
例如，纳米材料的电学、热学、光学和力学性质都会发生明显的变化。
在微电子器件制造中，尺度效应对器件的性能有着重要的影响。
例如，在纳米级别的晶体管中，由于电子在空间中的限制，电子的运动速度和能量传输效率会受到限制。
此外，纳米级别的晶体管还面临着诸如热扩散和电子隧穿等问题，这些都是由尺度效应引起的。
因此，研究尺度效应对于提高微电子器件的性能至关重要。
与尺度效应密切相关的是材料性能的研究。
微电子器件制造中使用的材料通常是半导体材料，如硅、镓和砷化镓等。
这些材料的性能对于器件的性能具有重要的影响。
例如，硅材料具有优异的电学性能和热学性能，因此被广泛应用于微电子器件的制造中。
而砷化镓材料具有较高的电子迁移率和较低的电阻率，因此在高频和高功率应用中得到了广泛的应用。
然而，随着微电子器件尺寸的不断缩小，材料性能也面临着挑战。
例如，当器件尺寸减小到纳米级别时，材料的缺陷密度和电子迁移率可能会受到影响。
此外，纳米级别的材料还面临着热膨胀系数不匹配、应力累积和界面效应等问题。
因此，研究材料性能对于解决这些问题和提高微电子器件的性能至关重要。
为了研究尺度效应和材料性能，科学家们采用了许多先进的实验和理论方法。
例如，他们使用扫描电子显微镜、透射电子显微镜和原子力显微镜等仪器来观察材料的微观结构和表面形貌。
此外，他们还使用X射线衍射、拉曼光谱和电子能谱等技术来研究材料的晶体结构和化学成分。
同时，科学家们还使用计算模拟和数值模拟等方法来研究尺度效应和材料性能。
这些方法的应用使得我们能够更加深入地了解微电子器件制造中的尺度效应和材料性能。
微米尺度力学效应
微米尺度力学效应是一种特殊的力学现象，当材料或结构的尺寸降低到微米级别时，会出现明显的尺度效应。
以下是微米尺度力学效应的一些特点和影响：
界面影响：在微米尺度上，界面的影响范围显著增大，对材料的整体力学性能产生显著影响。
界面的存在会导致应力传递的不连续性，使得材料在受力时表现出不同于宏观尺度的力学行为。
应变梯度效应：应变梯度效应是微米尺度力学中的一个重要现象。
在微米尺度下，由于材料内部微观结构的变化，应变不再是一个均匀分布的量，而是呈现出梯度分布的特点。
这种应变梯度效应会对材料的力学性能和变形行为产生显著影响。
尺度相关性：微米尺度力学效应表现出强烈的尺度相关性。
材料的力学性能和变形行为不仅与加载条件有关，还与材料的特征尺寸密切相关。
随着特征尺寸的减小，材料的强度、硬度等力学性能会发生显著变化。
表面和界面效应：在微米尺度下，表面积与体积比急剧增大，表面和界面效应变得不容忽视。
表面张力、粘弹性力等宏观尺度下常被忽略的力和现象在微尺度下会产生重要影响。
这些表面和界面效应会对材料的力学性能和变形行为产生显著影响。
材料的强化：在微米尺度下，一些材料的强度会随着特征尺寸的减小而增强。
这种现象被称为“越小越强”的独特现象。
例如，颗粒增强复合材料在保持颗粒夹杂体积份数不变的情况下，材料的强度随着颗粒尺寸的降低而变强。
微米尺度力学效应对微纳米器件的设计、制造和性能评估具有重要意义。
在微纳米尺度下，结构的力学行为不再遵循宏观尺度下的连续介质假设，因此需要采用新的理论和方法来描述和预测微纳米结构的力学行为。
纳米材料微阵列超塑微成形机理与尺度效应王国峰;李优;刘奇;赵相禹【摘要】微成形技术是未来批量制造高精密微小零件的关键技术，但是，微小尺度下材料的塑性变形行为不仅表现出明显的尺度效应，而且零件尺度已经接近常规材料的晶粒尺寸，每个晶粒的形状、取向、变形特征对整体变形产生复杂的影响，难以保证微成形的工艺稳定性。
本项目采用纳米材料进行微成形，制造微阵列，零件内部包含大量的晶粒，可以排除晶粒复杂性的影响，而且纳米材料具有超塑性，在超塑状态下，变形抗力和摩擦力都明显降低，从而显著降低微成形工艺对模具性能的苛刻要求，提高工艺稳定性和成形精度。
目前，纳米材料超塑性微成形技术方面的研究极少，变形时纳米材料的力学行为、变形机理、尺度效应、位错演化、力学模型等关键问题还有待研究。
采用电沉积技术制备晶粒尺寸可控的纳米材料，将工艺实验研究、性能测试、组织分析、力学性能表征、数值模拟相结合，深入探究了纳米材料微阵列超塑性微成形机理和成形规律，以促进该技术的广泛应用。
%ABSTRACT:Micro-forming is a key technique for fabricating high-precision micro-part in large volume. However, plastic deformation at small scale has obvious size effects. The shape, orientation and deformation behavior of each grain have complicated influence on the micro-forming, since the scale of the parts approaches to the size of grain in common materi-als. Consequently, it is very hard to ensure the processing stability of micro-forming. In the current project, nanocrystalline materials were used to form micro-array. The influence of grain complexity could be eliminated since there were a lot of grains in the micro-part. In addition, nanocrystalline materials usually havesuperplasticity. Under this condition, the de-formation force and friction decrease obviously, which decreases the requirement on the mechanical properties of dies, and improves the processing stability and the forming precision. Currently, little work has been reported on the superplastic mi-cro-forming of nanocrystalline materials. Some key scientific issues remain to be resolved, such as the deformation behav-iors, deformation mechanism, scale effect, dislocation evolution and mechanical model of nanocrystalline materials during deformation. Electrodeposition technique was used to fabricate the nanocrystalline materials with controllable grain size. In order to realize the wide application of this technique, the superplastic micro-forming mechanism and rule of micro-array made of nanocrystalline material were investigated in depth through the combined methods of processing experiments, prop-erty measurement, microstructure analysis, characterization of mechanical property, and numerical simulation.【期刊名称】《精密成形工程》【年(卷),期】2015(000)003【总页数】7页(P1-6,61)【关键词】超塑性;超塑成形;塑性加工;微成形;纳米材料【作者】王国峰;李优;刘奇;赵相禹【作者单位】金属精密热加工国家级重点实验室，哈尔滨工业大学，哈尔滨150001;金属精密热加工国家级重点实验室，哈尔滨工业大学，哈尔滨150001;金属精密热加工国家级重点实验室，哈尔滨工业大学，哈尔滨150001;金属精密热加工国家级重点实验室，哈尔滨工业大学，哈尔滨150001【正文语种】中文【中图分类】TG113.26随着科学技术的发展，电子工业及精密机械等行业的飞速进步，产品的微型化在现代工业界中已经出现了不可阻挡的趋势。
精密切削与普通切削的区别精密切削与普通切削的区别一、切削机理:断续切削:由于微细切削的切削深度非常小，特别是亚微米和纳米级的超微细切削，通常切削深度小于材料的晶粒直径，使得切削只能在晶粒内进行，这时的切削相当于对一个个不连续体进行加工，所以微细切削是一种断续切削。
普通宏观切削时，由于工件尺寸较大，加工特征尺寸也较大，允许的吃刀量较大，可以忽略晶粒本身大小对加工过程的影响而将工件作为连续体看待。
二、刀具几何参数前角：普通切削时由于给定的切削厚度远大于刃口圆弧半径，可认为切削刃口是绝对锋利的。
超精密切削时切削厚度与刃口半径相当，刀具的名义前角有可能对切削加工并不产生直接作用。
沿刀具与工件及切屑的接触区，各个位置处的实际切削前角各不相同，总体上表现为较大的负值。
三、刀具材料精密切削：金刚石刀具（单晶和人造聚晶）：有色金属，塑料制品，有机玻璃等。
立方氮化硼、复方氮化硅和复合陶瓷、细晶粒、超细晶粒硬质合金等新型超硬刀具材料：黑色金属。
普通切削：主要用高速钢和硬质合金刀具钝圆半径：在超精密加工时要求刀具的刃口半径极小，金刚石可达0.01μm以外，而其他的常用材料在刃磨和抛光之后所能达到的钝圆半径最小值都在3~5μm以上。
强度耐热耐磨性要求：普通切削时，切削单位较大，在切削力的作用下，通过位错运动形成滑移，所以实际剪切强度远远小于理论剪切强度，刀具刀尖部分受到的平均应力并不是很大。
精密切削时，切削单位小于位错缺陷平均间隔1μm时，在狭窄区域内是不会发生由于位错线动而产生的材料滑移变形的，因此也就使其剪切强度接近理论剪切强度，这时，刀具刀尖部分受到平均的应力将很大，刀具的刀尖部分会受到很大的应力和应变作用，在单位面积上会产生很大的热量，从而使刀尖局部区域产生很大的温度。
因此，采用微量切削的切削方法进行精密切削时，需要采用耐热性高、耐磨性强，有较好的高温硬度和高温强度的刀具材料。
四、积屑瘤切削速度对积屑瘤的影响：普通切削(以加工45钢为例)时,在低速υ60m/min范围内,都不易形成积屑瘤;只有在中速υ≈20m/min时,切削温度约为300℃,积屑瘤高度达到最大值而在超精密切削时，在所有的切削速度范围内,甚至在υ=800m/min的高速下,如果没有切削液,都会在刀尖处产生积屑瘤。
微细加工中的尺度效应
在科技飞速发展的今天，人类对机械产品的性能有了许多更高的要求，在通讯、电予、航天、微系统技术、微机电系统等领域，产品微型化已成为人类所追求的同时也是工业界不可阻挡的一个发展方向。
这些微小精密产品的制造离不开微细加工技术。
而在微细加工中，尺度效应对加工的整个过程有着极大的影响。
同时，也正是尺度效应，使得加工后的微小精密零部件有着非常好的性能。
所以，尺度效应是微细加工过程中至关重要的可行性评估依据和理论基础。
在下面的论述中，将对微细加工中尺度效应的定义、对加工过程的影响以及它的重要意义与实际应用进行简要的阐述。
1.微细加工中的尺度效应的定义
尺度效应是一个很广泛的概念，在不同的学科领域中有着相应的定义。
在机械工程领域，尺度效应主要体现在微细加工过程中。
如果对尺度效应做一个概括性质的定义，是指:在微细加工的过程中，由于被加工材料整体或局部尺寸的微小化，引起的成形机理、材料变形规律以及材料性能表现出不同于传统成形过程的现象。
2.微细加工中尺度效应的作用机理与影响
在微细加工过程中，由于切削层厚度已经十分薄，尺寸与微观尺度相近，尺度效应对加工精度的影响是十分明显的。
传统的制造精度理论和分析方法将不再适用。
在加工过程中，尺度效应的作用并非仅仅是将传统加工在尺寸上简单缩小，其主要可以表现为两个方面。
（1）在物理学方面，当切削加工的尺寸减小到一定的程度进入纳米量级时，晶体周期性的边界条件将被破坏，非晶态纳米微粒的颗粒表面层附近原子密度减小，导致多个物理性质呈现新的小尺寸效应。
在微米量级或该量级以下时，金属材料的硬度值急剧上升，转剪应力---剪应变曲线、弯曲应力---应变曲线明显升高。
由此可见，制造中工件的受力与变形特征与传统构件情况是大不相同的。
这主要是由于尺寸的缩小使得切削过程中起主导作用的力发生了变化。
对于微细加工中的工件，随着线性尺寸的减小，其表面积与体积的减小程度是不同的。
实际上，随着尺寸减小，微构件表面积与体积之增大。
因此，分别与
工件的表面积和工件的体积关的力也相应的有不同的相对变化，即表面力与体积力的比值相应增大。
这就会使得，许多我们在宏观尺度下通过对加工过程的研究而得出的各种力对加工过程的影响程度，在微观尺度下不再适用。
具体表现为：在宏观尺度下被忽略的短程力，如范得瓦耳斯力、静电力、空间位形力等将在加工过程中产生影响，其积累效果可导致大于0.1微米的长程作用，甚至可在10微米的范围内具有显著影响，而微切削过程也主要发生在这个尺度之内。
在微切削过程中，切屑变形所消耗的能量减小，而切屑与前刀面的摩擦力相对显著提高，这就使得摩擦力在微切削的切削力中占据更重要的地位。
随着加工尺寸的减小，在宏观尺寸下普遍适用的摩擦定律，即“摩擦力的大小与正压力成正比（与接触面大小无关）”已经失效。
此时的摩擦力主要依赖于接触面的大小和形态。
另外由于表面原子数增多、原子配位不足及高的表面能，使这些表面原子具有高的活性，极不稳定，很容易与其他原子结合，这就导致在加工过程中零件表面的晶粒易与加工环境中的气体、切削液等发生反应，从而影响零件表面质量。
(2)从材料学角度看，晶体的微结构,比如晶粒和位错胞，它们的特性尺寸对材料的力学性能有重要的影响（例如：位错构型及其构型尺寸对材料屈服应力就有极大的影响）。
在微细加工中，从材料学角度来看的尺度效应，就是由于工件的微观结构的尺寸与微细加工的尺度相近（结晶析出物及微细晶粒的尺度为0.1微米，位错台阶的尺度为0.01微米，这都与微细加工的尺度十分相近），而使得宏观尺度下不需要考虑的工件晶体的特性在微观尺度下必须予以充分重视。
由于进行微细加工时，切削层的厚度是纳米级的，所以切削过程主要是在晶粒的内部进行。
在传统的宏观机械切削理论假设中，在没有考虑工具对工件晶粒内部的切削作用的前提下，把工件看成是连续的、各个方向工艺性相同的介质。
而对于微观领域的切削加工，切削主要在晶粒内部进行，已不能将材料看作是连续的各向同性的介质。
因此，在研究微切削时，必须考虑到晶体各向异性的特点。
晶体内部缺陷、位错的运动（如：攀移、滑移、扩展）和增殖对切削力的大小有决定性的作用。
尺度效应还包括量子尺度效应。
如果切削尺寸下降至很小，会发生量子尺度效应。
金属费米能级附近的电子能级由准连续变为离散能级的现象，以及纳米半导体微粒存在不连续的最高被占据分子轨道和最低未被占据的分子轨道能级而
使能隙变宽现象，均称为量子尺度效应。
它会导致材料微粒磁、光、声、热、电以及超导电性与宏观特性有着显著的不同。
而对于微细加工中的塑性变形和裂纹，从材料学的角度，在微观尺度下有：塑性变形是按照位错增殖的弗兰克-瑞德源机制进行的，位错滑动时所需要克服的阻力就是宏观的流变应力，而阻力的来源主要有两方面：一是位错间的弹性交互作用；二是位错交截时产生的割阶。
裂纹的形成是由于位错聚合形成裂纹源，随着位错塞积的进行，其余位错相继进入解理面，增大裂楔的厚度，直到形成裂纹。
在微细加工过程中，由于对精度的要求较高，尺寸较小，工件和刀具的塑形变形和裂纹对加工精度有着更大的影响，因此微细加工中的塑性变形情况、影响塑性变形和裂纹的切削力的大小都需从一个新的角度重新考量。
关于尺度效应的作用机理也有许多其它的因素和研究，如Dinesh等对应变梯度和尺寸效应间关系的分析；Liu和Melkote提出的基于应变梯度的有限元模型进行微细正交切削中尺度效应的预测，以及Kopalinsky和Oxley对之的验证等。
综上所述，由于微细加工中尺度效应的存在，使得微细加工过程中所需考虑的各种因素不同于宏观尺度下的加工过程，许多宏观尺度下可以忽略的因素，在微细加工中，由于尺度效应的存在而成为不可忽略甚至起决定性作用的因素。
微细加工中尺度效应的存在，使得微细加工的难度增大。
所以在进行微细加工时，我们必须充分考虑到尺度效应对加工过程的影响。
3.尺度效应的重要意义及应用
尺度效应如今已经成为了微制造技术的一个新的难题。
由于尺度效应的存在，使得微细加工的难度大大增加；同时，也正是因为尺度效应的存在，使得微机械系统具有宏观的传统机械系统所不具备的独特性能。
尺度效应对于微细加工有着极其重要的意义：首先，正如我们之前分析的，在微细加工过程中，须考虑到尺寸效应的影响，才能确保整个加工过程的正常进行；而且，尺度效应还是微型机械系统很多物理现象不同于宏观机械系统的重要原因，是微型机械系统具有独特优越性能的理论基础。
在支配物理现象的所有力中，长度尺度是表征作用力类型的基本特征量。
体力以特征尺度的三次幂标度，而表面力则依赖于特征尺度的一次或二次幂。
因此，随着尺寸的减小，表面力减小的更小，也即相对于体力来说越来越重要。
所以，
在微系统中，各零部件的体力（如重力）不在起主导作用甚至可以不予考虑，而表面力则起主要作用。
在微机械系统中，由于尺度效应的存在，静电力、摩擦力等成为系统的主要驱动力和阻力。
因此，尺度效应也是设计一个微机械系统的理论基础。
在微细加工领域中，许多微系统都是在尺度效应理论的基础上成功构建出的。
如果没有尺度效应作为理论基础，是无法设计出能够正常工作的微系统的。
如今，微型化的系统由于其尺寸较小，较灵活而成为一个主要发展趋势并有着光明的发展前景。
例如：在生物医疗方面，微型医疗诊断导管可用来引导装有传感器、贮药囊和微型泵的“有效药丸”，将其注入体内，进行药物定量定向释放以及各种微创手术。
在国防领域中，已经应用的微型飞机和微型卫星，可以迅速组建侦查网络和信息网络，对地球上的每一个角落进行监视，使战场变得更加透明。
因此，微小型化机械（机电）系统已成为建设现代化航空航天、军事信息网络的基石，同时也是我国国家重大科研工程如先进医疗、信息技术、激光核聚变等为代表的未来科学技术不断创新发展的核心动力。
而这些系统的设计与运行都离不开尺度效应这一理论基础。
4.小结
在本文中，对微细加工中尺度效应的定义、作用机理与影响、意义以及应用进行了简要的阐述，并重点介绍了尺度效应的作用机理。
尺度效应是整个微细加工过程中不可忽视的重要因素，它使得微细加工中的各个决定性因素发生变化：摩擦力在切削力中占据更重要的地位；工件的晶体各向异性对加工过程有着很大影响。
同时，尺度效应也是微机械系统具有独特优异性能的理论基础，它使得微系统中的表面力占据比体力更重要的地位，成为决定性的因素（作驱动力或阻力）。
尺度效应是设计微系统的一个理论基础，以尺度效应为设计与运行的理论基础的微机械/机电系统已经取得许多研究成果，并具有较好的发展前景。
