“固-液”接触型惯性微开关是一种通过液体来感知阈值加速度从而实现开关通断的精密惯性器件。这种“固-液”接触的方式解决了传统“固-固”接触存在的接触磨损、信号跳变、接触电阻大等问题。液态金属是一种在常温下呈液态的金属,常见的有水银和镓基合金两种,因具有良好的导电性、导热性与流动性常被用作惯性微开关的运动电极来控制开关的通断。然而水银剧毒且易挥发,不宜被大规模使用;镓基合金虽具有低毒性且蒸汽压极低等优点,但在空气中易氧化进而粘附于大多数基底表面。液态金属弹珠是将疏水性颗粒包覆在液态金属液滴表面形成的,具有不粘附、良好的稳定性以及制备简单等优点。本文针对镓基合金液滴作为运动电极时存在的粘附问题,首次将液态金属弹珠作为运动电极应用于惯性微开关中,研制出一种基于液态金属弹珠的惯性微开关。首先,介绍了石墨烯包覆镓铟锡合金液滴制备液态金属弹珠的方法,该方法制备过程简单、操作方便并可实现体积的精确控制。对液态金属弹珠的性质进行研究,包括在玻璃、磨砂玻璃、PDMS以及Parylene四种不同基底上接触角和滚动角的测量、导电及其时效性的测试以及有效表面张力的测量。结果表明,液态金属弹珠具有不粘附基底的特性与良好的导电及其时效性,有效表面张力为0.265 N/m。液态金属弹珠的这些性质满足惯性微开关运动电极的条件。其次,对惯性微开关进行结构设计、材料选择以及数值仿真。微通道设计成菱形结构以实现自恢复性能,开关的整体结构设计为对称形式以实现双向的导通。选择PDMS和玻璃作为开关的基片和盖片材料。通过在微通道内壁沉积一层Parylene薄膜,提高了液态金属弹珠在微通道内的流动性。利用Fluent软件中的VOF模型对开关进行了数值仿真,模拟并分析了在设计阈值25 g的加速度驱动下液态金属弹珠运动的瞬态过程。根据仿真结果确定了开关感应电极的设计位置,为开关的设计提供了理论依据。此外,通过数值仿真也验证了惯性微开关结构与参数在理论上的可行性。最后,采用软光刻、化学气相沉积、金属图形化以及氧等离子体键合等MEMS加工工艺制作了惯性微开关。利用落锤实验和离心机实验对惯性微开关分别进行了动、静态性能测试。测试结果表明,开关动态阈值为26.2 g、响应时间和接电时间分别为1.2 ms和1.1 ms,静态阈值为26.8 g,开关闭合稳定可靠并可实现自恢复性能。通过对比动态阈值、静态阈值以及设计阈值,发现三者具有较好的一致性,验证了数值仿真模型的有效性,同时也验证了基于液态金属弹珠的惯性微开关的可行性。