CN116209516A - 具有表面热交换通道的冲压SiC流体模块 - Google Patents

Abstract

流反应器或流反应器组件包括：底板，具有第一和第二主表面的第一流体模块，内部加工流体通路，和第一主表面中的热交换通道，所述第一主表面堆叠在底板上；具有第一和第二主表面的第二流体模块，内部加工流体通路和第一主表面中的热交换通道，所述第一主表面堆叠在第一流体模块的第二主表面上，具有与第一和第二流体模块相同构造的任选的额外流体模块，依次堆叠在第二流体模块上，以及在其底主表面中具有热交换通道的顶板，底主表面堆叠在(1)第二流体模块和(2)任选的额外流体模块中的最上方那个流体模块上。

Description

具有表面热交换通道的冲压SiC流体模块

相关申请的交叉参考

本申请根据35U.S.C.§119，要求2020年8月31日提交的美国临时申请系列第63/072930号的优先权权益，本文以其作为基础并将其全文通过引用结合于此。

技术领域

本公开内容涉及包含具有表面热交换通道的堆叠流体模块的流反应器或流反应器组件。

背景技术

通常来说，陶瓷(并且具体来说，碳化硅陶瓷(SiC))是对于用于流化学生产和/或实验室工作的流体模块而言合乎希望的材料。一些陶瓷(并且具体来说，SiC)具有较高的导热系数，可用于执行和控制吸热或放热反应。许多陶瓷具有良好的物理耐用性和抗热冲击性以及良好的耐化学腐蚀性。SiC对于这些措施表现特别好。但是，这些性质与高硬度和磨蚀性的组合使得流反应器(特别是同时具有长的停留时间和高的热交换性能和/或可变热交换性能的流反应器)的经济性生产是略微困难的。

发明内容

本公开内容根据其各方面呈现了具有表面热交换通道层的冲压陶瓷流体模块(合乎希望的是碳化硅[SiC]陶瓷)的制造技术。在一个或多个实施方式中，工艺可以涉及首先在冲压模具的底表面上放置热交换通道蜡模(wax form)。然后，将SiC粉末倒在热交换通道蜡模上，在这个第一SiC粉末层的顶部上添加反应物通道蜡模，以及最后在反应物通道蜡模上施加SiC粉末的第二覆盖层。在冲压过程中，SiC粉末和蜡模受压缩并维持它们的相对位置，并且在烧结之后，形成了内部反应物通道路径以及冲压流体模块的表面中的通道。在一个或多个替代实施方式中，首先将SiC粉末的第一层倒入冲压模具中，然后将反应物通道蜡模放在SiC粉末的第一层中/上方，在反应物通道蜡模上方施加SiC粉末的第二层，以及然后将热交换通道蜡模嵌入SiC粉末的第二层中(例如，通过将其放入冲压模具中或者通过将其附连到冲压塞，所述冲压塞将其嵌入到SiC粉末的第二层中)。如同其他制造实施方式，SiC粉末和蜡模经冲压和烧结以形成流体模块，所述流体模块具有内部反应物通道以及在流体模块的表面上的热交换通道。

根据方面，热交换通道可以接收热交换管的片材，其可以被压入通道中并保持在位置中。根据其他方面，可以通过将板材或者另一模块堆叠在通道上方来直接封闭通道。任一方案都能够将多个经烧制的流体模块堆叠到一起，其中，表面热交换通道紧靠其自身的流体模块以及堆叠在其顶部上的流体模块(如果存在的话)。这种将堆叠模块用作流反应器或流反应器组件的方法通过消除分开的外部金属热交换板降低了反应器系统成本。该方案还通过减少外部流体端口和装配反应器系统所需的互联硬件(包括耐腐蚀性O形环)的数量降低了成本。

根据方面，提供了流反应器或流反应器组件，其包括底板，所述底板具有彼此相对且为平面形状的顶主表面和底主表面。

在一个或多个实施方式中，流反应器或流反应器组件还包括第一流体模块，所述第一流体模块具有在其相对侧上的平面形状的第一和第二主表面以及在第一与第二主表面之间延伸的边缘表面。第一流体模块具有在第一流体模块内部延伸的从第一主表面中的入口到第二主表面中的出口的加工流体通路。第一流体模块还具有第一主表面中的热交换通道。第一流体模块堆叠在底板上，将第一流体模块的第一主表面堆叠在底板的顶主表面上。

在一个或多个实施方式中，流反应器或流反应器组件还包括第二流体模块，所述第二流体模块具有在其相对侧上的平面形状的第一和第二主表面以及在第一与第二主表面之间延伸的边缘表面。第二流体模块具有在第一流体模块内部延伸的从第一主表面中的入口到第二主表面中的出口的加工流体通路。第二流体模块还具有第一主表面中的热交换通道，以及第二流体模块堆叠在第一流体模块上，将第二流体模块的第一主表面堆叠在第一流体模块的第二主表面上。

流反应器或流反应器组件还任选地包括与第一和第二流体模块相同构造的额外流体模块，以类似的方式依次堆叠在第二流体模块上。在一个或多个实施方式中，流体模块的堆叠使得它们的至少一部分主表面彼此重叠，以及其中，可以在主表面的重叠区域中提供热交换通道。

在一个或多个实施方式中，流反应器或流反应器组件还包括顶板，所述顶板具有彼此相对且具有平面形状的顶主表面和底主表面。顶板具有底主表面中的热交换通道，以及顶板堆叠在(1)第二流体模块和(2)任选的额外流体模块中的最上方的那个流体模块上，将顶板的底主表面堆叠在最上方流体模块的第二主表面上。

可以在流体模块的一侧或两侧上实现表面热交换通道，以及流体模块可以包括一个或多个内部反应物通道层。

可以通过选择不同类型的插入管以及通过向表面通道侧壁和底部添加隔热材料来调节表面热交换通道的传热性能。

在具有多个流体模块的反应器中，可以简单地按需强化或削弱特定模块的传热性能，甚至在所有传热通道都附连到共用热管理系统时亦是如此。还可以通过在沿着表面通道侧壁和底部的路径的特定区域添加隔热材料，来强化或削弱单个流体模块的特定位置的传热性能。

可以通过在流体模块内整合两个或更多个反应物通道层来降低反应器系统的总体积，其中，通过位于流体模块的表面处的热交换通道来对这些反应物流体通道层进行加热或冷却。

避免使用外部热交换板实现了降低总反应器外部封装体积，能够制造更为紧凑的反应器系统。

冲压单层流体模块的制造工艺延伸到具有表面热交换能力的多流体模块，对于制造工艺而言没有明显变化。

主要的工艺变化存在于冲压过程中，其中，仅增加了在填充SiC粉末之前放置在冲压模具的底表面上的热交换通道模具(或者在填充之后放置在SiC粉末顶部)。不需要额外的SiC粉末层，并且所有其他加工步骤都非常相似。

用于表面热交换通道的模具的制造工艺与用于制造反应物通道模具的工艺是一致的。

通过减少对于外部热交换硬件的需求降低了反应器系统成本。如果采用多层反应物通道层，则该方案通过如下方式降低了反应器系统成本：减少了相同体积的反应器所需的分开连接的流体模块的数量，通过消除外部流体端口、互联硬件和装配反应器系统所需的耐腐蚀性O形环的数量降低了硬件和互联成本。

在以下的详细描述中提出了本文的其他特征和优点，其中的特征和优点对本领域的技术人员而言，根据所作描述就容易看出，或者通过实施包括以下详细描述、权利要求书以及附图在内的本文所述的各种实施方式而被认识。

要理解的是，上面的一般性描述和下面的详细描述都仅仅是示例性的，用来提供理解本公开和所附权利要求书的性质和特点的总体评述或框架。

所含附图用于进一步理解本公开内容的原理，附图被结合在本说明书中并构成说明书的一部分。附图图示说明了本公开内容的一个或多个实施方式，并与说明书一起用来说明例如本公开内容的原理和操作。要理解的是，在本说明书和附图中揭示的本公开内容的各种特征可以以任意和所有的组合使用。作为非限制性例子，本公开内容的各种特征可根据如下实施方式相互组合。

附图说明

以下是结合附图进行的附图说明。为了清楚和简明起见，附图不一定按比例绘制，附图的某些特征和某些视图可以按比例放大显示或示意性显示。

在附图中：

图1是根据本公开内容方面的流反应器或流反应器组件的实施方式的图示性横截面放大图；

图2是根据本公开内容方面的流反应器或流反应器组件的另一实施方式的图示性横截面放大图；

图3是根据本公开内容方面的流反应器或流反应器组件的另一实施方式的图示性横截面放大图；

图4A和4B是根据本公开内容方面的流反应器或流反应器组件的实施方式的一些元件的平面图以及热交换通道的上悬区域(overhang region)的部分横截面图；

图5是根据本公开内容方面的流反应器或流反应器组件的底板的实施方式的顶主表面的实施方式视图；

图6是根据本公开内容方面的流反应器或流反应器组件的顶板的实施方式的底主表面的实施方式视图；

图7是根据本公开内容方面的流反应器或流反应器组件的实施方式的一些元件的分解透视图；

图8是根据本公开内容方面的流反应器或流反应器组件的实施方式的一些额外元件的部分分解透视图，其中，已经对图7所示的元件进行了装配；

图9是根据本公开内容方面的流反应器或流反应器组件的实施方式的一些额外元件的部分分解透视图，其中，已经对图8所示的元件进行了装配；

图10是根据本公开内容方面的流反应器或流反应器组件的实施方式的一些额外元件的部分分解透视图，其中，已经对图9所示的元件进行了装配；

图11是根据本公开内容方面的流反应器或流反应器组件的实施方式的一些额外元件的部分分解透视图，其中，已经对图10所示的元件进行了装配；

图12是根据本公开内容方面的流反应器或流反应器组件的实施方式的一些额外元件的部分分解透视图，其中，已经对图11所示的元件进行了装配；

图13是根据本公开内容方面的流反应器或流反应器组件的实施方式的透视图，其中，对图12所示的元件进行了装配；

图14是能够通过根据本公开内容方面的流反应器或流反应器组件的实施方式获得的相对热交换性能图，例如通过使用各种管材料；

图15的流程图显示用于生产本公开内容的流体模块的方法的一些实施方式；

图16是图15所述的方法的一些实施方式的横截面代表的分步系列；

图17显示可用于实践本公开内容方法的压缩释放曲线图；

图18是用于执行图15的方法的冲压步骤和/或脱模步骤的设备的实施方式的横截面代表图；

图19是工艺实施方式的流程图，通过该工艺实施方式可以利用经由包封生坯状态的粉末冲压陶瓷体的流体密封袋进行脱模；

图20是用于执行图15的方法的冲压步骤和/或脱模步骤和/或图19的脱模的设备的实施方式的横截面代表图；

图21和22是通过例如根据图19的工艺进行脱模过程中和之后可以采用的生坯状态粉末冲压陶瓷体和模具材料的形式的横截面代表图；

图23是图20的设备的元件的补充或替代实施方式的横截面；

图24是图20的设备的元件的另一补充或替代实施方式的横截面；

图25是图20的设备的元件的另一补充或替代实施方式的横截面；

图26是图20的设备的元件的另一补充或替代实施方式的横截面；以及

图27是图20的设备的元件的另一其他补充或替代实施方式的横截面。

具体实施方式

在以下的详细描述中提出了附加特征和优点，其中的部分特征和优点对本领域的技术人员而言由所述内容就容易理解，或按下面的描述和权利要求书以及附图所述实施实施方式而被认识。

如本文所用，术语“和/或”当用于列举两个或更多个项目时，表示所列项目中的任意一个可以单独采用，或者可以采用所列项目中的两个或更多个的任意组合。例如，如果描述组合物含有组分A、B和/或C，则组合物可只含有A；只含有B；只含有C；含有A和B的组合；含有A和C的组合；含有B和C的组合；或含有A、B和C的组合。

在本文件中，关系术语，例如第一和第二、顶部和底部等，仅仅用于将一个实体或行为与另一个实体或行为区分开来，没有必然要求或暗示此类实体或行为之间的任何实际的此类关系或顺序。

本领域技术人员以及利用和使用本公开内容的人会进行本公开内容的改进。因此，要理解的是，附图所示和上文所述的实施方式仅仅是示意性目的而不是旨在限制本公开内容的范围，本公开内容的范围由所附权利要求书所限定，根据专利法的原理解读为包括等同原则。

如本文所用，术语“约”表示量、尺寸、制剂、参数和其他变量和特性不是也不需要是确切的，而是可以按照需要是近似的和/或更大或更小的，反映了容差、转换因子、舍入和测量误差等，以及本领域技术人员已知的其他因素。当使用术语“约”来描述范围的值或端点时，应理解本公开内容包括所参考的具体值或者端点。无论本说明书的数值或者范围的端点有没有陈述“约”，该数值或者范围的端点旨在包括两种实施方式：一种用“约”修饰，一种没有用“约”修饰。还会理解的是，每个范围的端点值在与另一个端点值有关和与另一个端点值无关时，都是有意义的。

本文所用术语“基本”、“基本上”及其变化形式旨在表示所描述的特征与数值或描述相等同或近似相同。例如，“基本平坦”表面旨在表示平坦或近似平坦的表面。此外，“基本上”旨在表示两个值是相等或者近似相等的。在一些实施方式中，“基本上”可以表示数值相互在约为10％之内，例如相互在约为5％之内，或者相互在约为2％之内。

本文所用的方向术语，例如上、下、左、右、前、后、顶、底，仅仅是参照绘制的附图而言，并不用来表示绝对的取向。

如本文所用，术语“该”、“一个”或“一种”表示“至少一个(一种)”，并且不应限制为“仅一个”，除非另有明确相反说明。因此，例如，提到的“一种组件”包括具有两种或更多种这类组件的实施方式，除非文本中有另外的明确表示。

如本文所用，“曲折”通路指的是没有直接穿过通路的视线并且通路的中心路径轨迹是沿着不止一个曲率半径的通路。基于典型机械加工的成形技术通常不足以形成此类通路。

如本文所用，“单体式”陶瓷或碳化硅陶瓷结构当然不暗示在陶瓷结构中的所有规格下都具有零非均匀性。如本文对于该术语的定义，单体式指的是具有例如延伸穿过其的曲折通路的内部腔体的陶瓷或碳化硅结构，其中，不存在尺寸足以从流体模块的外表面延伸到曲折通路的表面的陶瓷结构的非均匀性。

图1显示流反应器10或流反应器组件10的实施方式。从图1可以看出，流反应器10包括多个流体模块20的堆叠。图1显示四个流体模块20的堆叠，包括第一流体模块20a、第二流体模块20b、第三流体模块20c和第四流体模块20d。在实施方式中，流反应器10包含至少两个流体模块20。在流反应器10中可以包含的流体模块20的数量没有特别的限制，但是在一个或多个实施方式中，流体模块20的数量可以最高达到10个、最高达到15个、最高达到20个或者甚至更多，这取决于应用要求。对于更大的堆叠，要求热交换流体的均匀分布的前提条件。有利的是，本文公开的流体模块20的实施方式实现了强化的热交换流体传递定制化能力。

本文描述了流体模块20的各种实施方式。流体模块20的堆叠可以仅含有相同类型的流体模块20，或者流体模块20的堆叠可以含有本文所述的流体模块20的各种实施方式的任意组合。此外，虽然显示的是具有相同尺寸(具体来说，相同平行面面积)的流体模块20，但是每个流体模块20可以具有不同尺寸(具体来说，具有不同的平行面面积)。例如，第一流体模块20a可以比第二堆叠流体模块20b大或者比它小，从而较大的流体模块20a的一部分的面区域延伸超过较小的流体模块20b的面区域。通过这种方式，超出的区域可以用来为流反应器10堆叠的流体模块20提供中间流体进口。

图1所示是流体模块20的第一实施方式。流体模块20具有第一主表面12和第二主表面14。第一主表面12与第二主表面14相对，并且通过在第一主表面12与第二主表面14之间延伸的边缘表面16将第一主表面12连接到第二主表面14。在一个或多个实施方式中，第一主表面12和第二主表面14限定了流体模块20的大致平面形状。

在一个或多个实施方式中，流体模块20包括形成在第一主表面12中以及第二主表面14中的对齐孔22。从图1可以看出，形成在第一主表面12中的对齐孔22与形成在第二主表面14中的对齐孔22对准。对齐孔22构造成接收对齐销钉24。在流体模块20的堆叠中，对齐销钉24插入到第一流体模块20a的第一主表面12中的对齐孔22内。对齐销钉24会延伸高于第一模块20a的第一主表面12，与形成在第二模块20b的第二主表面14中的对齐孔22匹配。通过这种方式，可以对流体模块20进行对齐和堆叠。有利的是，对齐孔22和对齐销钉24的对齐特征实现了更快速地布置和连接流体模块20的流体承载特征(如下文更详细描述)。

每个流体模块20包括在流体模块内部延伸的加工流体通路30。流体通过第一主表面12中的入口端口33进入加工流体通路30，并且流体通过第二主表面14中的出口端口34离开加工流体通路30。相对于端口33、34所使用的“入口”和“出口”并不意味着暗示了流体仅能在加工流体通路30中以一种方向流动。事实上，通过加工流体通路30的流动可以以两种方向流动，参照“入口”和“出口”端口33、34仅仅是出于示意性目的。尽管如此，但是在某些实施方式中，加工流体通路30的构建方式可以在当流体以某一方向流动通过加工流体通路30时提供强化混合。在一个或多个实施方式中，加工流体通路30限定了入口端口33与出口端口34之间的曲折路径。

在流体模块20的堆叠中，一个流体模块20的出口端口34与相邻流体模块20的入口端口33对齐，从而使得流体从一个流体模块20流到堆叠中的下一个。为了降低当流体在流体模块20之间流动时发生泄漏的可能性，在相邻流体模块20的出口端口34与入口端口33之间提供O形环32。在实施方式中，绕着入口端口33或者出口端口34中的至少一个形成了密封套35。O形环32放置在密封套35中并且压缩在相邻流体模块20之间。在一个或多个实施方式中，茎状物36可以插入到O形环32中并且可以与密封套35邻接，从而有助于一个流体模块20的出口端口34与相邻流体模块20的入口端口33之间的流体连通。在此类实施方式中，茎状物36可以是例如聚四氟乙烯(PTFE)管的短片，其在一个流体模块20的第一主表面12与另一个流体模块20的第二主表面14之间延伸。在包含茎状物36的实施方式中，茎状物36可以起到额外对齐特征的作用，或者茎状物36可以用作对齐特征(例如，对齐孔22和对齐销钉24)的替代品。加工流体通路30可以用作反应物流动路径，其中，在延伸穿过流体模块20的堆叠的加工流体通路30的途径上一种或多种反应物进行反应。

可以采用形成在流体模块20的第一主表面12中或者提供在流体模块20的第一主表面12上的热交换通道40来控制加工流体通路30中的流体的温度。在图1所示的实施方式中，热交换通道形成在流体模块20的第一主表面12中。例如，在实施方式中，热交换通道40的轨迹为第一主表面12中的曲折凹陷。在实施方式中，热交换通道40没有承载流体，相反地，承载了管42，所述管42承载了用于与加工流体通路30进行热交换的流体。

通过使用热交换通道40中的管42，可以对不同应用调节热交换特性。例如，可以对管42的材料进行选择以提供更高或更低的导热系数。在实施方式中，由塑料、金属、陶瓷或者玻璃陶瓷制造管42。例如，用于管42的合适的材料包括橡胶、聚氯乙烯(PVC)、聚乙烯、PTFE、铜、铝、玻璃或者不锈钢等。此外，在实施方式中，在热交换通道40中提供热糊料来填充管42与热交换通道40之间的任意间隙，这增加了流体模块20与管42之间的导热系数。

在管是可压缩的一个或多个实施方式中，管42的直径大于热交换通道40的凹陷深度。通过这种方式，当流体模块20彼此堆叠时，将管42压入热交换通道40中，从而增加了管42与热交换通道40的底板和侧壁发生接触的表面积。可以在第一与第二流体模块20a、20b之间以及在第二与第三模块20b、20c之间看到压缩的管42。可以在第三流体模块20c的热交换通道40中看到未经压缩的管42。

在实施方式中，通过在第一主表面12和第二主表面14中的一个或两个上方提供涂层26来调节加工流体通路30与热交换通道40之间的导热系数。在实施方式中，涂层26是隔热涂层，其包含：硅酮、橡胶、聚合物泡沫、PEFE、聚酰亚胺(例如，购自美国德拉瓦州威尔明顿市的杜邦股份有限公司的

)；或者是隔热织造织物或片材，例如：硅酮、橡胶、纤维玻璃或者芳纶(例如，购自杜邦股份有限公司的/>

)。或者，可以对涂层进行选择以增强横向导热系数，例如由铜、不锈钢、黄铜或碳纤维制造的织造纤维或片材。

图2显示流反应器10或流反应器组件10的另一个实施方式，其中，热交换流体流动通过热交换通道40。流体模块20与图1所示的流体模块20基本相同。但是，在图2所示的实施方式中，热交换通道40不包含管40，作为替代，热交换流体流动通过热交换通道40自身。在此类实施方式中，第一主表面12仍然可以包含在热交换通道40上方延伸的涂层26，以及在某些实施方式中，在第二主表面14上提供了密封涂层46从而使得流体模块20彼此密封住且防止了来自热交换通道40的泄漏。在此类实施方式中，密封涂层46可以包括硅酮、相交、PTFE或者任何其他防漏垫圈材料。通过这种方式，第一流体模块20a的第一主表面12与第二流体模块20b的第二主表面14结合形成经涂覆的封闭热交换通道44。在实施方式中，热交换通道40包括升流分流器48(如流体模块20a中所示)，其向流动的热交换流体引入了湍流，这可以增强传热。

图3显示流反应器10或流反应器组件10的另一个实施方式，其中，流体模块20包括第一主表面12的凹槽52中所含的载具50。载具50限定了热交换通道40。有利的是，可以从较为廉价材料(例如，塑料)采用模制或3D打印来制造载具。在实施方式中，采用粘合剂材料将载具50固定到凹槽52，以及在其他实施方式中，允许载具50在凹槽52内浮动并且俘获在相邻流体模块20之间。在一个或多个实施方式中，由导热系数与反应器系统的要求相匹配的材料制造载具50。有利的是，较为容易地采用下文所述工艺(例如，失蜡工艺)来形成凹槽52。

图4A显示流体模块20的第一主表面12的平面图，加工流体通道30显示为虚影。从图4A可以看出，热交换通道40容纳了管42，以及热交换通道40的轨迹为跨越第一主表面12的曲折路径。热交换通道40的曲折路径补足了(complement)了加工流体通道30的曲折路径。在实施方式中，加工流体通道30是由一系列的具有布置在每个室内的分流器元件的心形流体室限定的曲折路径。也可以是加工流体通道30的其他构造。此外，在一个或多个实施方式中，加工流体通道30包括第一入口端口33a、第二入口端口33b和出口端口34。在实施方式中，可以通过第一入口端口33a将第一流体引入到加工流体通道30，以及可以通过第二入口端口33b将第二流体引入到加工流体通道30。然后，第一流体和第二流体可以在加工流体通道30中反应，并且流体的至少部分反应过的混合物通过出口端口34离开，在那里，它可以流入到相邻流体模块20的入口端口33中。此外，在一个或多个实施方式中(例如，图4B的实施方式)，热交换通道40的表面开口比热交换通道42的最大宽度要窄，从而限定了上悬区域(overhang region)54，这有助于将管42留在热交换通道40中。在具有或不具有上悬区域54的实施方式中，管42可以延伸或者悬垂超过流体模块20的边缘16。通过这种方式，一部分的管42可以位于界面区域56中的流体模块20的边界的外侧(图4A)，从而提供了对于流体源的连接和/或使得管42延伸到相邻流体模块20。

在一个或多个实施方式中，通过底板60和顶板70将流体模块20的堆叠保持在一起，如图5和6所示。首先参见图5，显示了底板60。底板60包括第一主表面61和与第一主表面61相对的第二主表面63(如图7所示)。底板60包括一个或多个穿孔62，其有助于底板60与流体模块20的堆叠以及与顶板70的装配。在实施方式中，穿孔62可以经过螺纹化处理。在一个或多个实施方式中，穿孔62的数量对应于底板60中的角数量。因此，例如，在实施方式中，穿孔62的数量可以是四个。此外，底板60包括螺纹化端口64，可以将流体连接器附连到其以提供到达流体模块的入口和出口端口的流体流动。此外，底板60包括对齐孔22从而有助于第一流体模块20a与底板60的装配(如图7所示)。

现参见图6，显示了顶板70。顶板70包括第一主表面71和第二主表面73(如图11所示)。顶板70包括形成在第一主表面71中的热交换通道40。此外，顶板包括一个或多个穿孔72，其有助于顶板70与底板60以及与流体模块20的堆叠的装配。在实施方式中，如果底板60的穿孔62经过螺纹化处理的话，则顶板中的穿孔72没有经过螺纹化处理。此外，在实施方式中，顶板70中的穿孔72的数量对应于底板60中的穿孔62的数量。除此之外，在实施方式中，顶板70可以包括螺纹化端口74，可以将流体连接器附连到其以提供到达流体模块的入口和出口端口的流体流动。此外，在实施方式中，顶板70包括至少一个对齐孔22并且还可以包括对齐狭槽23，从而有助于最上方流体模块20与顶板70的装配。

已经描述了流反应器10的组件，图7-13显示流反应器10的装配方法的实施方式。首先参见图7，将对齐销钉24插入到底板60的对齐孔22中。第一流体模块20a布置在底板60上方，使得热交换通道40朝向底板60取向。如果包含的话，则将管42布置在热交换通道40中，从而在第一流体模块20a与底板60之间含有管42。第一流体模块20a中的对齐孔22与底板60中的对齐销钉24对齐，以及使得第一流体模块20a与底板60组装。如图7所示，对齐狭槽23形成在第一流体模块20a的第一主表面12中。对齐狭槽23实现了第一模块20a与对齐销钉24的更方便对齐，考虑了与第一流体模块20a的制造相关的任何位置变化情况。

在实施方式中，流体模块20a可以装配成使得热交换通道40面朝远离底板60，从而使得第二主表面14接触底板60的第一主表面61。当以这种方式装配时，可以更容易地使得管42维持在热交换通道40中。在任一情况下，可以在流体模块20a与底板60之间插入薄的间隔物垫片(未示出)，以防止当它们堆叠和装配时组件的破损。

如图8所示，将对齐销钉24插入到第一流体模块20a的面朝上的表面(第一主表面12或第二主表面14)的对齐孔22中。此外，将O形环32放置在流体流动通过的端口或多个端口上方。在所示的实施方式中，流体构造成流动通过第二主表面14上的出口端口34。如上文所述，O形环32可以放置在第二主表面14中形成的密封套中。然而，在其他实施方式中(例如，如图8所示的实施方式)，提供O形环框架31使得将O形环32放置在第二主表面14上。有利的是，O形环框架31包括与对齐销钉24对齐的穿孔，这将O形环框架31保持固定在相关端口上方。因为O形环框架31具有厚度，所以可以将具有与O形环框架31基本相同厚度的销钉头的间隔销钉27插入到第二主表面14中形成的间隔销钉孔25中，从而在堆叠过程中维持每个流体模块20的相互平行。

如图9所示，堆叠第二流体模块20b与第一流体模块20a。第二流体模块20b的布置方式与第一流体模块20a相同。也就是说，如果第一流体模块20a的热交换通道40面朝底板60的话，则第二流体模块20b的热交换通道40也会面朝底板60。在此类构造中，管42(如果采用的话)会被置于第一流体模块20a与第二流体模块20b之间。对齐孔22和/或对齐狭槽23与从第一流体模块20a延伸的对齐销钉24对齐，以及第二流体模块20b与第一流体模块20a堆叠。

如图10所示，对齐销钉24放置在第二流体模块20b的对齐孔22中，从而将其准备用于接收另一流体模块20或者顶板70。以此对于所需数量的流体模块20，可以持续进行堆叠序列。当达到所需数量时，则将顶板70与流体模块20和底板60的堆叠进行装配，如图11所示。在所示的实施方式中，顶板70装配在第二流体模块20b的上方。如上文所讨论的那样，顶板70具有形成在其中的热交换通道40，因而可以在第二流体模块20b与顶板70之间容纳管42。(如图6所示的)顶板70的对齐孔22和对齐狭槽23布置在从第二流体模块20b延伸的对齐销钉24上方，以及顶板70与第二流体模块20b进行堆叠和装配。

为了将底板60、第一流体模块60a、第二流体模块60b与顶板70固定在一起(如图12所示)，将多个螺栓80插入到底板60和顶板70的相应的穿孔62、72中。从图12可以看出，底板60和顶板70的面积大于第一和第二流体模块20a、20b的面积。因此，底板60和顶板70限定了围绕第一和第二流体模块20a、20b的边界，以及穿孔62、72布置在边界内。在一个或多个实施方式中，螺栓80插入到顶板70的穿孔72中并螺旋进入到底板60的穿孔62中，将第一和第二流体模块20a、20b压缩在这之间。在其他实施方式中，螺栓80没有螺旋进入到底板60的穿孔62中，作为替代，用螺母固定在底板60的第二主表面63上。在一个或多个实施方式中，为螺栓80提供了弹簧90，其布置成围绕螺栓80的杆体以及在螺栓的头部与顶板70的第二主表面73之间。弹簧90提供了流体模块20a、20b的压缩，以及在采用管42的实施方式中，压缩力使得管42变平从而产生了与流体模块20a、20b的热交换通道40更大的表面接触。此外，如图12所示，在顶板70的螺纹端口74中提供流体连接器92。图13显示装配好的流反应器10。

对于夹在底板60与顶板70之间的单个流体模块20，考虑热交换通道40所提供的传热性能。热交换通道40提供有流体模块20的每侧上的管42。具体来说，管42提供在顶板70的热交换通道40中，并且为了模拟流体模块20的热交换通道40的性能，管42以曲折图案被粘到(taped)与顶板70相对且面向底板60的常规流体模块的表面。发明人相信，通过使用形成在流体模块20的表面中的热交换通道40，会进一步改善热性能，因为管42与流体模块20之间的接触增加，但是相信实验设施提供的是本文公开的流体模块20的预期传热性能的粗略估计。

在传热性能实验中，以100mL/分钟速率将热水泵送通过流体模块的加工流体通道30。此外，冷却水以1L/分钟的速率被泵送通过顶板70的热交换通道40中提供的管42并且通过流体模块的相对侧上提供的曲折管道。测量加工流体通路入口和出口端口处以及热交换通道进口和出口处的水温。测得反应物流体通道入口与出口温度的温度下降为36℃。将这个温度下降与采用不同管材料(橡胶管(HE1)、PVC管(HE2)、铜管(3.175mm OD和6.35mm OD，分别为HE3和HE4)以及具有热糊料的铜管(6.35OD mm，HE5))的加工流体通路温度下降(入口端口-出口端口温度)进行对比。

图14显示每种管材料的热性能图。如图所示，橡胶管(HE1)提供了最低的传热，温差约为7.5℃。PVC管(HE2)提供约为8.5℃的温差。外直径为3.175mm的铜管(HE3)提供约为11℃的温差，而外直径为6.35mm的铜管(HE4)提供约为15℃的温差。最后，使用了热糊料的铜管(6.35mm OD)(HE5)提供了最高的传热，温差为25℃。这些例子证实了可以操控流体模块20的热性能来提供各种应用可能需要的更高或更低的传热。

在一个或多个实施方式中，流体模块20包含陶瓷材料。在具体实施方式中，流体模块20包含碳化硅(SiC)。对于碳化硅实施方式，希望加工流体通路30的内表面具有如下范围的表面粗糙度：0.1至80μm Ra，或者0.1至50，0.1至40，0.1至30，0.1至20，0.1至10，0.1至5，或者甚至0.1至1μm Ra，这低于先前能够实现的碳化硅流体模块。

根据碳化硅实施方式的其他方面，流体模块20的主体(即，模块20的实心部分，排除了空穴区域，例如：对齐孔22、对齐狭槽23、加工流体通路30、热交换通道40等)具有至少95％的碳化硅理论最大密度，或者甚至至少理论最大密度的96、97、98或99％。

根据碳化硅实施方式的其他方面，流体模块20的主体具有小于1％或者甚至小于0.5％、0.4％、0.2％或0.1％的开放孔隙度。

根据实施方式的其他方面，模块20的主体具有加压水测试下至少50巴或者甚至至少100巴或150巴的内部压力抗性。

根据实施方式，加工流体通路30包括被高度h(如图1所示)分开的底板200和天花板210，以及接合了底板200和天花板210的两个相对侧壁220、230(如图4A所示)。侧壁220、230被宽度w分开(图4A)，以垂直于高度h和沿着加工流体通路30的方向测量(对应于使用时的主要流动方向)。此外，在对应于一半高度h的位置测量宽度w。根据实施方式，加工流体通路的高度h的范围是0.1至20mm或者0.2至15或0.3至12mm。

根据实施方式，加工流体通路30的内表面在侧壁220、230与底板200会合的地方具有大于或等于0.1mm或者大于或等于0.3或者甚至0.6mm的曲率半径。

参见图15和16，根据实施方式，形成具有这些或者其他所需性质中的一种或多种的陶瓷结构(例如，碳化硅陶瓷结构)的工艺310可以包括步骤320：获得或制造加工流体通路模具、热交换通道模具以及粘结剂涂覆的陶瓷粉末(此类粉末市售可得自各种供应商)。可以通过模制、机械加工、3D打印或者其他合适的成形技术或其组合来获得加工流体通路模具和热交换通道模具。通路模具的材料希望是相对不可压缩的材料。通路模具的材料可以是热塑性材料。

工艺还可以包括用粘结剂涂覆的陶瓷粉末420对压机外壳(或模头)400进行(部分)填充的步骤，压机外壳400用塞子410封闭，如图15的步骤330所述以及如图16A的横截面中所代表的那样。接着，将加工流体通路模具430放置在陶瓷粉末420上/中(图16B)，以及将额外的粉末量置于加工流体通路模具430的顶部上。将热交换通道模具435放置在陶瓷粉末420上/中，以及将额外陶瓷粉末420围绕热交换通道模具435放置，从而使得粉末420围绕了加工流体通路模具430以及热交换通道模具436的底表面和侧壁表面(图16C，图15的步骤330)。虽然将加工流体通路模具430显示为在加工流体通路模具430之后放在压机外壳400中，但是在其他实施方式中，可以在初始用陶瓷粉末420填充模头400之前将热交换通道模具435放在塞子410上。有利的是，这种构造确保了热交换通道模具435与塞子410的表面相邻的部分会在冲压主体之后暴露出来。此外，当其首先插入时，热交换通道模具435在压机外壳400中的放置可能更为方便。

接着，将活塞或柱塞440插入压机外壳400中并施加作用力AF以冲压(压缩)内部具有模具430、435的粉末420(图16D和图15的步骤340)以形成冲压主体450。(在这个步骤期间，在塞子410处存在或供给对于作用力AF的抗性(未示出))。接着，现如今塞子410允许发生移动，通过施加到活塞440的(较小的)作用力AF取出冲压主体150(图16E，图15的步骤350)。

接着，(现从压机外壳400取出的)冲压主体450在选定的位置进行机械加工，例如通过钻孔以形成从冲压主体450的外侧延伸到加工流体通路模具430的孔或流体端口460(即，入口端口33和出口端口34)(图16F，图15的步骤354)。也可以在这个时候在冲压主体450中形成其他特征，例如：对齐孔22、对齐狭槽23、O形环密封套35等。

接着，通过加热(优选以较高的速率进行)来对冲压主体45进行脱模，从而使得加工流体通路模具430和热交换通道模具435熔化并通过从冲压主体450流出而从冲压主体450去除，和/或作为补充通过吹走和/或吸走。(图16G，图15的步骤350。)如果需要的话，可以在部分真空下加热。在通过柔性隔膜向冲压主体450的两个或更多个外表面施加流体压力的同时进行加热。因为加工流体通路30和热极化流体通道40是负空间或空穴空间，所以本文以及权利要求中也将用于形成这些特征的模具430、435称为“阳模”。

在阳模430、435熔化并从冲压主体450的内腔或通道去除之后，然后对冲压主体450进行烧制(烧结)从而使得冲压主体致密化并进一步固结称为单体式碳化硅主体500。(图16H，图15的步骤370。)

如图15的流程图所示，一些补充或替代步骤可以包括：步骤372，在烧结之前使得冲压主体去粘结(而不是作为一体化步骤，或者也不是作为两个背靠背步骤)；步骤382，在烧结之前，通过例如喷砂或者其他机械加工对外表面进行成形或初步成形；步骤374，与去粘结分开的(且在步骤382的成形或初步成形之后的)冲压主体的烧结；以及步骤384，在烧结之后，通过例如研磨对外表面进行精整。

图17显示可用于实践本公开内容方法的压缩释放曲线图，具体来说，显示了陶瓷粉末420的压缩释放性质与加工流体通路模具430和热交换通道模具435的材料之间所希望的关系。具体来说，陶瓷粉末材料的压缩释放曲线570(图示单位为距离(x轴)与作用力(y轴)(所示任意单位)的关系(时间演变为向下且向左))应该优选位于阳模430、435的材料的压缩释放曲线580的上方。相应的压缩曲线(未示出)不是特别明显。但是，采用较为不可压缩的模具材料从而使得陶瓷粉末压缩释放曲线570位于模具材料压缩释放曲线580的上方，这帮助维持了从压机外壳释放冲压主体过程中以及冲压之后的其他步骤期间的冲压主体的结构完整性。此外，为了实现光滑内部通道壁，优选通常具有较小粒度的陶瓷粉末，因为通道模具材料通常具有更高硬度。

图18显示用于执行图15的脱模步骤360的设备600的实施方式的横截面代表图。设备600包括可开放且可封闭的框架650，例如，具有打开或关山的盖子652或其他机制，以及具有内部和外部。一个或多个柔性隔膜662、664、667、668放置在框架650内且具有面朝框架650的内部的第一表面以及与第一表面(直接)相对的第二表面，所述第二表面形成具有流体线、连接件或端口等的封闭体积的至少一部分，连接或者待连接到加压流体供给F。设备600还包括清路(clearance)或路径或端口或管道682、684等，通过其可以排除模具430、435的材料(当从生坯状态粉末冲压陶瓷主体450熔化时，同时通过流体经由一个或多个柔性隔膜662、664、667、668向生坯状态粉末冲压陶瓷主体450施加压力)。根据实施方式，通过流体源F供给的流体可以是经加热的液体，这通过对生坯状态粉末冲压陶瓷主体450加热向模具材料供能。

在替代实施方式中，流体源F可以供给加压气体，例如压缩空气或氮气，以及设备600还可以包括放置在所述一个或多个柔性隔膜662、664、667、668的第一主表面上的一个或多个柔性加热垫672、674、676、678。设备的柔性加热垫可以包括：(1)多个区，其中，可以对输入能量进行单体控制；和/或(2)多个单体赋能的较小的加热垫(未示出)，可以通过电能源E向其供能。

在运行时，在图18或者类似实施方式的设备中，向生坯状态粉末冲压陶瓷主体450内的内部阳模430、435施加能量，从而使得当施加流体压力穿过一个或多个柔性隔膜到达生坯状态粉末冲压陶瓷主体450的至少两个相对外表面(两个最大外表面)时内部模具的材料熔化，同时具有以下一种或多种：(1)允许熔化的模具材料从生坯状态粉末冲压陶瓷主体排出；(2)将熔化的模具材料从生坯状态粉末冲压陶瓷主体吹出；以及(3)从生坯状态粉末冲压陶瓷主体吸走熔化的模具材料来去除模具。可以通过加热生坯状态粉末冲压陶瓷主体来加热模具从而向内部的模具施加能量。如果将压力施加到生坯状态粉末冲压陶瓷主体的每侧(例如，在每侧上具有单独的柔性隔膜)，则可以施加基本等压的压力。

根据本发明的额外方面，施加压力通过其的柔性隔膜可以采用封闭了生坯状态粉末冲压陶瓷主体的流体密封袋的形式。

图19的流程图中显示根据这个方面的对生坯冲压流体模块进行脱模的一个实施方式的工艺步骤，以及图20显示了用于执行该工艺的设备的横截面代表图。参见这两幅图，工艺700包括步骤710：将内部具有加工流体通路模具430和热交换通道模具435的生坯状态粉末冲压陶瓷主体450密封在流体密封袋820中。从图20可以看出，袋子820可以包括顶层822和底层824，它们在密封区域826被密封到一起，例如通过捏在一起并对由聚合物形成的顶层和底层822、824加热。如果需要的话，在密封区域826中可以采用多排热生成的密封。可以使用真空密封，并且是优选的但不是必须的，因为在具有和不具有真空密封的其他生坯体结构上已经成功进行了测试。袋子对于室850中的流体840(例如，水)是流体密封的。

此外，在图20中，冲压室850装纳了液体，所述液体在工艺700的步骤712中被预热到用于熔化模具的目标温度(例如，对于蜡基模具为50℃)。然后在步骤714中，内部密封了生坯状态粉末冲压陶瓷主体450的袋子820下探到等静冲压室流体840中。接着，在步骤715中，等静冲压室立即封闭并向室流体浴施加密封压力(例如，125PSI)，在主体450的所有表面上产生基本等静压力。在步骤716中，压力和温度维持一段时间(例如，90分钟)从而使得加工流体通路模具430和热交换通道模具435的材料熔化。

模具可以是蜡基材料。在通过温热流体对生坯状态粉末冲压陶瓷主体450进行加热的时候，阳模430、435也被加热，并且模具材料开始膨胀、软化和熔化。膨胀在主体450内的通路的内壁上产生向外作用力。向外作用力至少部分受到(如箭头830所代表的)通过袋子820施加到主体450的外表面的等静冲压力的抵消和/或平衡。

熔化的模具材料会移动进入到端口中、或者进入到特地为其提供的排出口或其他通路中(图8未示出)。随着模具材料的持续加热，其粘度会下降，从而其可以流入到围绕内部通路的区域中的主体450的粉末颗粒之间的小间隙中。

在步骤716的时间段停止之后，在步骤718中使得室850内的压力下降到大气压，在步骤722中室打开并且取出袋子820和主体450，以及在步骤724中从主体450去除袋子820。在步骤722和724期间，主体优选保持足够温热(例如，50℃或更高)，以防止模具材料的重新固化，直到通过步骤726中在烘箱中(例如，175℃，空气中)的主体450的加热完全去除了任何余下的模具材料为止。

在步骤726中的烘箱中的主体450的加热之前，主体和模具材料可以处于大致如图20的横截面所示的状态。如图21所示，由于模具材料迁移进入到端口或(未示出的)排出口中和/或迁移到主体450围绕内部通路的区域864中，可能出现空穴860。在步骤726的加热之后，模具430、435已经完全从通路和从主体450去除，如图22的横截面所示。

根据图23的横截面所示的本公开内容的另一个且替代性方面，可以在主体450与袋子820之间放置作用力分布板870。例如柔性金属或聚合物片870形式的这些板870可以将等静压的局部化作用力分布到更宽面积的主体450上，从而防止该压力在模具430的材料熔化时使得任意内部流体通路发生坍塌的倾向性。具体来说，此类板可以用于主体平行于通道430的更大维度的表面上，如图23所示。

图24的横截面显示补充或替代特征，它们可以用于辅助去除熔化的模具材料。出于简化缘故，在这个以及后面的附图中，仅显示了包封在冲压主体450内的加工流体通路30的阳模430热交换通道40的阳模435位于冲压主体450的表面上，并且热交换通道模具435的蜡在加热过程中更容易排出。从图24可以看出，一个或多个储器框架880可以靠着主体450的一个或多个外表面放置。储器框架880包括较大的表面积，其与主体450以及储器框架880中的储器882接触。用于模具材料外流的一个或多个端口或排出口886从内部通路模具430引导到储器882。储器框架880与主体450接触的表面积将压力转移到主体450，同时随着模具材料的软化和流动，储器882接收熔化的模具材料884。

在另一个补充或替代方面中，作为一个或多个端口或排出口886的替代，如图25所示，一个或多个作用力分布板870中可以包含一个或多个脊状物888或“脊通道”888(脊状物形成脊状物下方的通道)，从而允许熔化的模具材料沿着脊通道888流到相关的储器框架880。如图所示，这个方面中的储器框架880可以具有与其抵靠放置的主体450的侧面的完全接触，在储器框架880的接合面上具有进入储器的开口。

在图26的横截面所示的另一个补充或替代方面中，可以在主体450的一个或多个表面上采用具有腔体892的作用力分布板890。腔体892(在所示横截面之外的平面内)是互联的，以及入口端口33或出口端口34与腔体892中的一个或多个对齐。然后，随着模具材料的软化和流动，来自通道模具430的熔化的模具材料可以流入腔体892中。

在如图27的横截面所示的另一个补充或替代方面中，可以使用一个或多个管894，它们在一端与入口端口33或出口端口34接合以及延伸穿过室850离开，密封896维持了流体密封性。在这个方面中，可以施加压力(如附图的顶部箭头所示)或者可以施加真空(如附图的底部箭头所示)，或者可以施加这两者以辅助去除熔化的模具材料。

虽然为了说明给出了示例性实施方式和例子，但是上文的描述并不旨在以任何方式限制本公开内容和所附权利要求书的范围。因此，可以对上文所述的实施方式和例子进行改变和改进，而不明显背离本公开内容的精神和各个原理。所有此类变化和修改旨在包括在本文中，位于本公开内容的范围内和受到所附权利要求的保护。

Claims (22)

1.一种流反应器或流反应器组件，其包括：

底板，所述底板具有彼此相对且为平面形状的顶主表面和底主表面；

第一流体模块，所述第一流体模块具有在其相对侧上的平面形状的第一和第二主表面以及在第一与第二主表面之间延伸的边缘表面，所述第一流体模块具有在第一流体模块内部延伸的加工流体通路，其从第一主表面中的入口到第二主表面中的出口，所述第一流体模块还具有第一主表面中的热交换通道，第一流体模块堆叠在底板上使得第一流体模块的第一主表面堆叠在底板的顶主表面上；

第二流体模块，所述第二流体模块具有在其相对侧上的平面形状的第一和第二主表面以及在第一与第二主表面之间延伸的边缘表面，所述第二流体模块具有在第二流体模块内部延伸的加工流体通路，其从第一主表面中的入口到第二主表面中的出口，所述第二流体模块还具有第一主表面中的热交换通道，第二流体模块堆叠在第一流体模块上使得第二流体模块的第一主表面堆叠在第一流体模块的第二主表面上；

具有与第一和第二流体模块相同构造的任选的额外流体模块，其以类似方式依次堆叠在第二流体模块上；以及

顶板，所述顶板具有彼此相对且为平面形状的顶主表面和底主表面，所述顶板具有底主表面中的热交换通道，所述顶板堆叠在(1)第二流体模块和(2)任选的额外流体模块中最上方的那个流体模块上，使得顶板的底主表面堆叠在最上方流体模块的第二主表面上。

2.如权利要求1所述的流反应器或流反应器组件，其中，第一和第二流体模块包含陶瓷。

3.如权利要求2所述的流反应器或流反应器组件，其中，陶瓷包括碳化硅。

4.如权利要求1-3中任一项所述的流反应器或流反应器组件，其还包括接合底板和顶板的螺栓。

5.如权利要求4所述的流反应器或流反应器组件，其还包括安装在螺栓上且将流体模块推到一起的弹簧。

6.如权利要求1-5中任一项所述的流反应器或流反应器组件，其还包括置于第一流体模块的热交换通道中的管，置于第二流体模块的热交换通道中的管，以及置于顶板的热交换通道中的管。

7.如权利要求1-5中任一项所述的流反应器或流反应器组件，其还包括第一流体模块的第一主表面上的涂层和第二主表面上的涂层以及第二流体模块的第一主表面上的涂层和第二主表面上的涂层。

8.如权利要求1-7中任一项所述的流反应器或流反应器组件，其中，在第一流体模块的加工流体通路的出口与第二流体模块的加工流体通路的入口之间提供了流体连通，以及其中，在第一流体模块的加工流体通路的出口与第二流体模块的加工流体通路的入口之间布置了O形环。

9.如权利要求8所述的流反应器或流反应器组件，其中，在围绕第一流体模块的加工流体通路的出口的第二主表面中形成了密封套，以及其中，O形环坐落在密封套中。

10.如权利要求8所述的流反应器或流反应器组件，其中，在围绕第二流体模块的加工流体通路的入口的第一主表面中形成了密封套，以及其中，O形环坐落在密封套中。

11.如权利要求8所述的流反应器或流反应器组件，其中，密封套至少部分形成在围绕第一流体模块的加工流体通路的出口的第二主表面中以及至少部分形成在围绕第二流体模块的加工流体通路的入口的第一主表面中，以及其中，O形环坐落在密封套中。

12.如权利要求8-11中任一项所述的流反应器或流反应器组件，其还包括提供了第一流体模块的加工流体通路的出口与第二流体模块的加工流体通路的入口之间的流体连通的茎状物，其中，O形环绕着茎状物布置。

13.如权利要求8所述的流反应器或流反应器组件，其还包括O形环框架和间隔销钉，其中，O形环框架围绕第一流体模块的加工流体通路的出口布置，其中，O形环坐落在框架内，其中，间隔销钉插入到形成在第一流体模块的第二主表面中的间隔销钉孔中，以及其中，O形环框架和间隔销钉维持了第二流体模块基本平行于第一流体模块。

14.一种流反应器或流反应器组件，其包括：

底板，所述底板具有彼此相对且为平面形状的顶主表面和底主表面；

第一流体模块，所述第一流体模块具有在其相对侧上的平面形状的第一和第二主表面以及在第一与第二主表面之间延伸的边缘表面，所述第一流体模块具有在第一流体模块内部延伸的加工流体通路，其从第一主表面中的入口到第二主表面中的出口，所述第一流体模块还具有第一主表面中的凹陷，所述凹陷容纳具有通道的管载体结构，所述通道含有管，所述通道面朝第一主表面中的凹陷，第一流体模块堆叠在底板上使得第一流体模块的第一主表面堆叠在底板的顶表面上；

第二流体模块，所述第二流体模块具有在其相对侧上的平面形状的第一和第二主表面以及在第一与第二主表面之间延伸的边缘表面，所述第二流体模块具有在第一流体模块内部延伸的加工流体通路，其从第一主表面中的入口到第二主表面中的出口，所述第二流体模块还具有第一主表面中的凹陷，所述凹陷容纳具有通道的管载体结构，所述通道含有管，所述通道面朝第一主表面中的凹陷，第二流体模块的第一主表面堆叠在第一流体模块的第二主表面上；

具有与第一和第二流体模块相同构造的任选的额外流体模块，其以类似方式依次堆叠在第二流体模块上；以及

顶板，所述顶板具有彼此相对且为平面形状的顶主表面和底主表面，所述顶板具有以下任一种情况：(1)底主表面中的热交换通道，或者(2)底主表面中的凹陷，所述凹陷容纳具有通道的管载体结构，所述通道含有管，所述通道面朝远离底主表面中的凹陷；所述顶板堆叠在(1)第二流体模块和(2)任选的额外流体模块中的最上方的那个流体模块上，将顶板的底主表面堆叠在最上方流体模块的第二主表面上。

15.如权利要求14所述的流反应器或流反应器组件，其中，第一和第二流体模块包含陶瓷。

16.如权利要求15所述的流反应器或流反应器组件，其中，陶瓷包括碳化硅。

17.如权利要求14-16中任一项所述的流反应器或流反应器组件，其还包括接合底板和顶板的螺栓。

18.如权利要求17所述的流反应器或流反应器组件，其还包括安装在螺栓上且将流体模块推到一起的弹簧。

19.如权利要求14-18中任一项所述的流反应器或流反应器组件，其还包括第一流体模块的第一主表面上的涂层和第二主表面上的涂层以及第二流体模块的第一主表面上的涂层和第二主表面上的涂层。

20.一种形成用于流反应器的碳化硅流体模块的方法，其包括：

将热交换通道的第一阳模和加工流体通路的第二阳模放置在涂覆了粘合剂的碳化硅粉末的体积中，从而使得第一阳模的暴露表面与涂覆了粘合剂的碳化硅粉末的体积的第一主表面基本共面以及使得第二阳模完全容纳在涂覆了粘合剂的碳化硅粉末的体积中；

对其中布置了第一和第二阳模的涂覆了粘合剂的碳化硅粉末的体积进行冲压以形成冲压主体；

加热冲压主体以去除第一和第二阳模；以及

对冲压主体进行烧结以形成单体式碳化硅流体模块，其具有形成在第一主表面上的热交换通道和形成在单体式碳化硅流体模块内部上的加工流体通路。

21.如权利要求20所述的方法，其还包括在冲压主体中机械加工得到入口端口和出口端口的步骤，所述入口端口和出口端口延伸到第二阳模。

22.如权利要求21所述的方法，其还包括在加热和烧结之前在冲压主体内形成对齐孔、对齐狭槽或O形环密封套中的至少一种的步骤。

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