CN103342339B - 一种微通道形成的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种微通道形成的方法，包括一端开口的腔体，及盖在腔体的开口上与腔体密封连接的盖板，腔体内密布排列有微丝或微球，腔体与盖板配合将微丝或微球压紧，微丝之间、微丝与腔体、微丝与盖板之间形成微通道，或微球之间、微球与腔体、微球与盖板之间形成微通道。本发明工艺简单，生产成本低，通过控制微丝或微球的尺寸大小，可以形成微米级和纳米级并存的微通道，尤其是，可以通过相同直径或不同直径、其轴线呈弯曲或直线的微丝经过不同的排列方式形成不同的微通道，以满足应用的不同需求，本发明可广泛应用于化工、能源、热交换器中。

Description

一种微通道形成的方法
技术领域
本发明涉及一种微通道形成的方法。
背景技术
迄今为止，国内外加工微通道芯体的方法大都采用以光刻、微机械加工、微蚀刻、多纤维拉制、激光化学三维写入、石蜡酸蚀、模块式构件组装及微图形转印等工艺方法的技术路线；其基体材料大多采用硅酸盐玻璃类、陶瓷类、有机类、金属类等；但其微通道几乎均在平面上形成二分之一的微通道后再用对称的另一部分弥合继而才能形成微通道整体构造，加工工艺复杂，加工成本高。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供一种制造简单、生产成本低的微通道形成的方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种微通道形成的方法，包括一端开口的腔体，及盖在腔体的开口上与腔体密封连接的盖板，腔体内密布排列有微丝或微球，腔体与盖板配合将微丝或微球压紧，微丝之间、微丝与腔体、微丝与盖板之间形成微通道，或微球之间、微球与腔体、微球与盖板之间形成微通道。
作为上述技术方案的改进，当腔体内密布排列微丝时，所述腔体的两侧面为敞口结构，分别作为微通道的输入端和输出端。
进一步，当腔体内密布排列微丝时，所述腔体的两侧面分别设置有网孔，分别作为微通道的输入端和输出端。
进一步，所述微丝或微球的直径为0.5mm以下，以形成微米级和纳米级共存的微通道。
进一步，所述微丝在腔体内形成单层结构，单层内的微丝紧挨着平行排列。
进一步，所述微丝在腔体内形成多层结构，每一层内的微丝紧挨着平行排列而形成紧密排列，其中层与层之间所在的平面相互平行或相互垂直。
进一步，所述微丝在腔体内形成多层结构，每一层内的微丝紧挨着平行排列而形成紧密排列，相邻两层内的微丝之间设置有隔板或直接接触。
进一步，所述微丝在腔体内形成单层或多层结构，每一层内的微丝紧挨着平行排列而形成紧密排列，其轴线呈直线或弯曲线。
进一步，所述密布排列在腔体内的微丝或微球可采用相同直径或不同直径。
本发明的有益效果是：本发明通过将微丝或微球密布排列在腔体内，并通过盖板将微丝或微球压紧，使得微丝之间、微丝之间、微丝与腔体、微丝与盖板之间形成微通道，或微球之间、微球与腔体、微球与盖板之间形成微通道，工艺简单，生产成本低，通过控制微丝或微球的尺寸大小，可以形成微米级和纳米级并存的微通道，尤其是，可以通过相同直径或不同直径、其轴线呈弯曲或直线的微丝经过不同的排列方式形成不同的微通道，以满足应用的不同需求，本发明可广泛应用于化工、能源、热交换器中。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是微丝在腔体内排列形成直列式结构的示意图；
图2是微丝在腔体内排列形成弯曲式结构的示意图；
图3是微丝在腔体内排列形成直接接触型结构的示意图；
图4是微丝在腔体内排列形成间隔型结构的示意图；
图5是微丝在腔体内排列形成多层阵列和多层交叉同时存在的复杂结构的示意图。
具体实施方式
本发明的一种微通道形成的方法，包括一端开口的腔体1，及盖在腔体1的开口上与腔体1密封连接的盖板2，腔体1内密布排列有微丝3或微球，腔体1与盖板2配合将微丝3或微球压紧，微丝3之间、微丝3与腔体1、微丝3与盖板2之间形成微通道，或微球之间、微球与腔体1、微球与盖板2之间形成微通道。当腔体1内密布排列微丝3时，所述腔体1的两侧面为敞口结构，分别作为微通道的输入端和输出端，敞口结构使得工作介质进出微通道更加通畅。当腔体1内密布排列微丝3时，所述腔体1的两侧面分别设置有网孔，分别作为微通道的输入端和输出端；网孔防止微球在盖板2的压紧下从腔体1内跑出。
进一步，所述微丝3或微球的直径为0.5mm以下，由于微丝3之间或微球之间的微通道呈三边为弧形的三角形，当微丝3或微球的直径选取上述范围时，三角形整体上可以达到微米级，而其趋近顶点的狭窄位置处则可形成纳米级，即可形成微米级和纳米级共存的微通道。
所述微丝3在腔体1内的空间排列，根据排列层数，可以分为单层结构和多层结构，优选地，无论是单层结构还是多层结构，其每一层内的微丝3紧挨着平行排列而形成紧密排列，而根据层内的微丝3的轴线是否弯曲，参照图1和图2，又可分为直列式结构和弯曲式结构，特别地，当各层内的微丝3轴线呈弯曲线时，微丝3之间形成弯曲的微通道，这在微通道反应器中可以使液体产生剧烈的湍流，加速混合和反应的速度；而根据相邻两层之间的微丝3是否直接接触，参照图3和图4，又可以分为直接接触型结构和间隔型结构，间隔型结构即为相邻两层内的微丝3之间设置有隔板4的结构；同时，层与层之间所在的平面相互平行可形成多层阵列结构，其中，在多层阵列结构中，层与层之间的微丝3的轴线可以相互平行或者形成异面线段，特别地，还可以将层与层之间的微丝3连通；而层与层之间所在的平面相互垂直可形成多层交叉结构，参照图5，可以将腔体1内密布排列的微丝3分成若干个群组，每个群组内微丝3形成多层阵列结构，而群组之间可以形成多层交叉结构，由此形成多层阵列和多层交叉同时存在的复杂结构。上述分类中除了相互排斥的，均可互相组合而使腔体1内的微丝3形成各种不同的排列方式，从而形成形状各异的微通道，这是传统的微机械加工无法达到的。
不管采用何种方式的空间排列，所述密布排列在腔体1内的微丝3或微球可采用相同直径或不同直径，以适应更广泛的需求，特别地，微丝3采用不同直径密布排列时，可以形成微米级和纳米级并存的异形断面的二次微通道。
本发明通过将微丝3或微球密布排列在腔体1内，并通过盖板2将微丝3或微球压紧，使得微丝3之间、微丝3之间、微丝3与腔体1、微丝3与盖板2之间形成微通道，或微球之间、微球与腔体1、微球与盖板2之间形成微通道，工艺简单，生产成本低，通过控制微丝3或微球的尺寸大小，可以形成微米级和纳米级并存的微通道，尤其是，可以通过相同直径或不同直径、其轴线呈弯曲或直线的微丝3经过不同的排列方式形成不同的微通道，以满足应用的不同需求，本发明可广泛应用于化工、能源、热交换器中。
本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了相互排斥的特质和/或步骤以外，均可以以任何方式组合，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换，即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个实施例而已。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种微通道形成的方法，其特征在于：包括一端开口的腔体，及盖在腔体的开口上与腔体密封连接的盖板，腔体内密布排列有微丝，腔体与盖板配合将微丝压紧，微丝之间、微丝与腔体、微丝与盖板之间形成微通道；所述腔体的两侧面为敞口结构，分别作为微通道的输入端和输出端；所述腔体内密布排列的微丝分成若干个群组，每个群组内微丝形成多层阵列结构，而群组之间可以形成多层交叉结构，每个群组内每一层内的微丝紧挨着平行排列而形成紧密排列。
2.根据权利要求1所述的一种微通道形成的方法，其特征在于：所述微丝的直径为0.5mm以下，以形成微米级和纳米级共存的微通道。
3.根据权利要求1所述的一种微通道形成的方法，其特征在于：所述密布排列在腔体内的微丝可采用相同直径或不同直径。
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