一种石英玻璃微通道芯板的制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110538621A(43)申请公布日2019.12.06(21)申请号201910821897.7(22)申请日2019.09.02(71)申请人南京工业大学东海先进硅基材料研究院地址222300江苏省连云港市东海县牛山街道光明路38号东海高新区管委会B楼2107(72)发明人郑海唐明亮胡增涵徐传龙程尚栩陈圆圆(51)Int.Cl.B01J19/00(2006.01)B01J19/02(2006.01)权利要求书1页说明书2页附图1页(54)发明名称一种石英玻璃微通道芯板的制备方法(57)摘要本发明涉及一种石英玻璃微通道芯板的制备方法，以石英玻璃为基板，先采用机加工制备凸台石英玻璃板基底，再通过热熔技术将石英玻璃毛细管按照特定走向焊接在在凸台表面，采用刻槽机制备凹槽石英玻璃板基底，最后将凸台石英玻璃板基底和凹槽石英玻璃板基底组合，通过热熔技术形成一个完整的石英玻璃微通道芯板。本发明选用石英玻璃作为基底材料，具有更高的耐热性和光透过率。本发明将普通机械加工技术与热熔技术相结合，操作简单。与机械微加工制备玻璃微通道相比，本发明的微通道内壁表面质量高有利于化学反应稳定进行，且不会出现反应液体泄露现象，微通道尺寸可通过石英玻璃毛细管精确调变，微通道走向、长度可根据化学反应需求调整。微通道与凹槽之间的空间可留作加热换热使用。CN110538621ACN110538621A权利要求书1/1页1.一种石英玻璃微通道芯板的制备方法，依次包括如下步骤：（1）采用机加工制备凸台石英玻璃板基底；（2）选择特制的石英玻璃毛细管，制定特定的微通道走向，通过热熔技术，将石英玻璃毛细管焊接在凸台表面；（3）采用刻槽机刻槽，制备凹槽石英玻璃板基底，凹槽深度大于凸台高度与石英玻璃毛细管的外径之和；采用钻孔机开4个通孔；（4）通过热熔技术将带有石英玻璃毛细管的凸台石英玻璃板基底和凹槽石英玻璃板基底熔融结合，形成一个完整的石英玻璃微通道芯板。2.根据权利要求1所述的一种石英玻璃微通道芯板的制备方法，其特征在于：以石英玻璃毛细管作为微通道元件制备微通道芯板。3.根据权利要求1所述的一种石英玻璃微通道芯板的制备方法，其特征在于：石英玻璃毛细管的内径0.1-0.5mm、外径1-3mm。4.根据权利要求1所述的一种石英玻璃微通道芯板的制备方法，其特征在于：凹槽深度大于凸台高度与石英玻璃毛细管的外径之和，两者之间差值在1-2mm。2CN110538621A说明书1/2页一种石英玻璃微通道芯板的制备方法技术领域[0001]本发明涉及一种石英玻璃微通道芯板的制备方法，属于微反应器技术领域。背景技术[0002]微通道反应器材质的选择很大程度上取决于其应用需要，主要包括操作条件、混合物的物理性质、成本、批量生产能力和制造难易程度等。目前应用较为广泛的主要有玻璃、硅、金属和聚合物等。玻璃基微通道反应器适合于多种化学反应，透明易观察、捕获化学反应中的变化，同时还可以实现传统反应器难以放大的光催化反应，如药物快速筛选和多相催化反应。[0003]相比于普通玻璃，石英玻璃具有极低的热膨胀系数、高的耐温性、极好的化学稳定性、优良的电绝缘性、最佳的透紫外光谱性能以及透可见光及近红外光谱性能，并有着高于普通玻璃的机械性能，因此它是微反应器技术领域的优质基底材料。然而，由于玻璃的脆性很高，一旦表面存在细微的破损和裂纹等缺陷，在机械载荷作用下裂纹末端会出现应力集中，易导致制品发生脆性断裂。这对玻璃基微反应器的实际应用产生了一定的阻碍。[0004]目前，玻璃基微通道反应器加工技术有湿式化学刻蚀、机械微加工等。湿式化学刻蚀工艺存在加工时间长、效率低、产生污染、微通道尺寸控制不精确等缺陷。机械微加工包括微细铣削、微磨料射流等，先加工一半的微通道结构，再将两半微通道合成封接成为完整的微通道，其微通道表面存在毛刺、细微裂纹等，对微流体流动均不利，需要进一步处理，且两半微通道精密合成封接也是难点。发明内容[0005]本发明要解决的技术问题是提供一种石英玻璃微通道芯板的制备方法，解决现有玻璃基微通道反应器制作成本高、机械载荷应力集中、玻璃通道表面质量差、粘结剂或夹具封接效果不好、易发生泄漏、耗费时间大等问题。[0006]本发明所要解决的技术问题是通过以下的技术方案来实现的，本发明是一种石英玻璃微通道芯板的制备方法，有如下步骤：（1）采用机加工制备凸台石英玻璃板基底，如附图中的4；（2）选择特制的石英玻璃毛细管，制定特定的微通道走向，通过热熔技术，将石英玻璃毛细管焊接在凸台表面，如附图中的3；（3）采用刻槽机刻槽，制备凹槽石英玻璃板基底，如附图中的9，凹槽深度大于凸台高度与石英毛细管的外径之和；采用钻孔机开4个通孔，如附图中的5、6、7和