微通道板表面羟基化工艺研究北大核心

研究了3种微通道板基底羟基化的方法,测量了羟基化处理后微通道板基底表面水接触角及通道端面的形貌变化,分析了各种方法中微通道板基底的亲水性和腐蚀情况。实验结果表明:氨水双氧水溶液对基体表面的亲水性能提升不大,NaOH溶液对基体有腐蚀作用,经食人鱼溶液处理的基体表面亲水性明显提高且无腐蚀作用。研究了微通道板在食人鱼溶液中的浸泡时间和浸泡温度对表面亲水性的影响。结果表明:随着浸泡温度的增加,微通道板表面水接触角先减小后增大,当温度为80℃时达到极小值,浸泡时间对微通道板表面的亲水性影响不大。最终确定了微通道板表面羟基化工艺:浸泡温度为80℃,静置时间为20~60 min。     

微通道内气-液两相传质过程行为及其应用

微通道内气-液两相体系中Taylor流和泡状流具有气泡尺寸均一、停留时间分布窄、可调控性强和比表面积高等优点，具有广泛的应用前景。从Taylor气泡和泡状气泡的传质过程出发，系统综述了微尺度下气泡的溶解规律、传质过程机理和传质/溶解模型等方面的研究进展，并介绍上述流型在反应或过程强化、基础物性及动力学数据测量和微纳材料合成方面的应用。最后总结并展望了技术领域的研究难点与研究方向。     

铜基正弦波微通道内流动沸腾传热特性试验研究

基于超快激光技术加工铜基正弦波弯曲型微通道，以去离子水为流动工质，在不同质量流量和热通量条件下，对弯曲型微通道内流动沸腾特性进行试验研究。基于温度/压力数据和流动可视化结果，发现通道传热系数随出口干度增大，呈迅速增大后减小并趋于稳定趋势，正弦波微通道相较直微通道具有更好的换热性能，传热系数最大提高127.7%，压降仅增加14.4%。波状通道结构能明显抑制流动沸腾中不稳定现象发生。通过可视化试验发现，随热通量增大，流型经历泡状流-弹状流-环状流的转变，换热主导机制由核态沸腾逐渐过渡到薄液膜蒸发。     

Y型微通道反应器强化反萃取有机相中稀土铒的研究

本文采用微通道反萃取模型装置，以P507-煤油体系中铒离子为研究对象，系统考察了微通道反应器尺寸、盐酸浓度、进料流速和有机相中铒离子预负载量等因素对反萃取过程的影响。结果表明，当微通道直径为0.6mm，长度为200cm, 停留时间为8.48s时，有机相中稀土Er3+的反萃率可达88.41%；盐酸浓度为6mol/L时反萃取率最高。与传统萃取方式相比，微通道反萃取具有较高的反萃取效率，总传质系数为传统萃取方式的8-10倍。     

三角形微通道饱和沸腾传热系数的预测

基于以丙酮为工质的三角形截面微通道饱和沸腾传热的实验数据,通过最小二乘法对实验数据进行参数拟合,得到一组新的经验参数,结合Thome提出的预测圆形截面微通道饱和沸腾传热系数的三区模型,对微通道饱和沸腾的传热系数进行了预测。结果表明:该三区模型可以较好地预测出传热系数随着干度的变化趋势,并得到90.04%的实验值和预测值误差在30%之内,吻合度较好。     

应用于大功率激光二极管列阵的单片集成微通道制冷热沉

介绍了一种应用于大功率激光二极管列阵的新型单片集成微通道制冷热沉.这种热沉已制造并经过测试.10叠层的激光二极管列阵的热阻为0.121℃/W.相邻两个激光条的间距是1.17mm.在20%高占空比条件下,波长为808nm左右,峰值功率可以达到611W.     

硅微通道板微加工技术研究

微通道板(MCP)是二维通道电子倍增器,广泛用于电子、离子、紫外辐射和X-射线的探测与成像。提出一种硅微通道板(Si-MCP)制备工艺,分别采用干法刻蚀和电化学腐蚀微加工技术制备了硅微通道阵列（SMA）。重点研究了硅感应耦合等离子体刻蚀和光电化学腐蚀的特性,结果表明：硅光电化学腐蚀技术易于制备高长径比微通道,微通道侧壁更光滑、可制备倾斜通道、更适合制备Si-MCP. 制备出通道周期为6 μm、长径比大于50的SMA结构。采用厚层氧化实现了Si-MCP基体绝缘,采用原子层沉积工艺制备了连续倍增极,制作出Si-MCP样品。测试结果表明,采用半导体微加工技术制备的Si-MCP电子增益特性具有可行性。     

Effects of gas concentration on hydrodynamics of gas absorption in a microchannel

In this article, the effects of gas concentration on hydrodynamics of gas–liquid two-phase flow with mass transfer during gas absorption in a microchannel are investigated, by using 2-amino-2-methyl-1-propanol (AMP) solution to absorb mixtures of CO₂ and N₂ with various volume fractions. The concentration of CO₂ not only affects the driving force of gas–liquid mass transfer, but also affects the pressure drop of gas–liquid two-phase flow. The average linear velocity of the liquid phase is estimated by introducing the void fraction, which accurately characterizes the difference in the bubble velocity versus the liquid velocity. On this basis, the pressure drop model of gas–liquid two-phase flow with mass transfer in a microchannel is established. Through the pressure drop model, the influence mechanism of CO₂ concentration on the pressure drop during gas absorption in a microchannel is revealed.     

超声微反应器内三硝基间苯三酚合成工艺研究

三硝基间苯三酚（TNPG）是重要的医药中间体,通常以间苯三酚（PG）为原料,在间歇反应釜中经硝化合成。该工艺存在反应时间长、能耗高、安全性差等问题,亟需开展新型连续合成工艺研究。在超声微反应器中开展了PG混酸硝化过程研究,通过引入超声解决微通道中高黏流体混合差和固体产物易造成通道堵塞的难题,实现TNPG连续合成并大幅缩短了反应时间。此外,基于对原料和产物的质谱等分析,初步探讨了反应路径和行为特征。在优化工艺条件下（PG浓度：1.0 mol/L;硝酸与PG摩尔比：4;反应温度：40℃;停留时间6~10 min）,TNPG收率可达80%,固体纯度大于98%。