一种透明陶瓷微流控芯片及其制备方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115304376A(43)申请公布日2022.11.08(21)申请号202210950810.8(22)申请日2022.08.09(71)申请人之江实验室地址311121浙江省杭州市余杭区之江实验室南湖总部(72)发明人唐燕如孙艳(74)专利代理机构北京志霖恒远知识产权代理有限公司11435专利代理师戴莉(51)Int.Cl.C04B35/50(2006.01)C04B35/505(2006.01)C04B35/622(2006.01)C04B35/638(2006.01)B01L3/00(2006.01)权利要求书1页说明书10页附图3页(54)发明名称一种透明陶瓷微流控芯片及其制备方法(57)摘要本发明公开了一种透明陶瓷微流控芯片及其制备方法，所述微流控芯片的基体为透明陶瓷，所述透明陶瓷的中间平面还设置有可吸收激光的物质或相成分，所述微流控芯片的微通道采用激光聚焦刻蚀加工法构建。步骤S1：选定物质或相成分；步骤S2：称量、球磨、烘干并过筛得到原料粉体一；步骤S3：称量、球磨、烘干并过筛得到原料粉体二；步骤S4：获得密实的陶瓷坯体；步骤S5：将所述陶瓷坯体放置于马弗炉中进行保温，得到陶瓷素坯；步骤S6：烧结，得到透明陶瓷；步骤S7：将所述透明陶瓷进行表面抛光处理后，进行激光聚焦刻蚀加工，激光聚焦于透明陶瓷的中间平面，所述中间平面的物质或相成分可吸收激光实现刻蚀加工，获得微通道构型的透明陶瓷微流控芯片。CN115304376ACN115304376A权利要求书1/1页1.一种透明陶瓷微流控芯片，其特征在于，所述微流控芯片的基体为透明陶瓷，所述透明陶瓷的中间平面还设置有可吸收激光的物质或相成分，所述微流控芯片的微通道采用激光聚焦刻蚀加工法构建。2.如权利要求1所述的一种透明陶瓷微流控芯片，其特征在于，所述透明陶瓷包括以下任意一种或两种以上的组合物：镥铝石榴石、钇铝石榴石、钇镓石榴石、铽铝石榴石、铽镓石榴石、镁铝尖晶石、氧化铝、氧化钇或氧化镓。3.如权利要求1所述的一种透明陶瓷微流控芯片，其特征在于，所述可吸收激光的物质或相成分为稀土离子或过渡金属离子掺杂于包括以下任意一种或两种以上的陶瓷晶相：钇铝石榴石、钇镓石榴石、铽铝石榴石、铽镓石榴石、镁铝尖晶石、氧化铝、氧化钇或氧化镓。4.如权利要求3所述的一种透明陶瓷微流控芯片，其特征在于，所述稀土离子或过渡金属离子的物质包括：氧化钆、氧化镓、氧化铈、二氧化锰、氧化铬、氧化镨、氧化钕、氧化镱、氧化铒、氧化钬、氧化铥或氧化铕。5.如权利要求3所述的一种透明陶瓷微流控芯片，其特征在于，所述稀土离子或过渡金属离子掺杂在所述陶瓷晶相的格位，掺杂量不超过对应格位摩尔总量的5%，所述可吸收激光的物质或相成分引起所述透明陶瓷的透过率下降不超过40%。6.如权利要求1所述的一种透明陶瓷微流控芯片，其特征在于，所述可吸收激光的物质或相成分采用原料粉体结合1500‑2000℃高温固相反应合成制备。7.一种权利要求1‑6任一项所述的一种透明陶瓷微流控芯片的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1：选定透明陶瓷及所述透明陶瓷内部与激光相匹配的可吸收激光的物质或相成分；步骤S2：称量所述透明陶瓷的原料，进行球磨、烘干并过筛得到原料粉体一；步骤S3：称量所述可吸收激光的物质或相成分的原料，进行球磨、烘干并过筛得到原料粉体二；步骤S4：将所述原料粉体一质量的一半倒入模具中施以3‑20Mpa的单轴加压处理，再向模具中均匀分散所述原料粉体二，再次施以3‑20Mpa的单轴加压处理，继续向模具中均匀填充剩余所述原料粉体一，并施加20Mpa的单轴压力后保压10s以上，脱模获得坯体，再对所述坯体施以150Mpa以上冷等静压获得密实的陶瓷坯体；步骤S5：将所述陶瓷坯体放置于马弗炉中空气气氛下，温度为400‑1000℃，烧制2‑10小时，得到陶瓷素坯；步骤S6：将所述陶瓷素坯放入真空烧结炉或真空热压烧结炉中，温度为1500‑2000℃，烧结2‑36小时，得到透明陶瓷；步骤S7：将所述透明陶瓷进行表面抛光处理后，放置于激光加工平台上，进行激光聚焦刻蚀加工，激光聚焦于透明陶瓷的中间平面，所述中间平面的物质或相成分可吸收激光实现刻蚀加工，获得具有微通道构型的透明陶瓷微流控芯片。8.如权利要求7所述的一种透明陶瓷微流控芯片的制备方法，其特征在于，所述步骤S4中所述原料粉体二的质量不超过所述原料粉体一质量的20%。2CN115304376A说明书1/10页一种透明陶瓷微流控芯片及其制备方法技术领域[0001]本发明涉及一种微流控芯片技术领域，尤其涉及一种透明陶瓷微流控芯片及其制备方法。背景技术[0002]微流控技术是一种以在微纳米尺寸空间对流体进行操控为主要特征的科学技术