[发明专利]一种微流道流场板及其制备方法

权利要求书

1.一种微流道流场板，包括设置有输入孔和输出孔的阳极流场板和阴极流场板，其特征在于：所述阴极流场板的表面均匀设置有连通其输入孔和输出孔且肋宽与流道宽度均为0.5～1.5mm的阴极微流道，所述阴极微流道表面设置有疏水层；所述阳极流场板的表面平行设置有分别连通其输入孔和输出孔的两主流道，两平行主流道之间均匀设置有宽度和深度向一端渐变的正三棱台状样阳极微流道，所述阳极微流道的表面设置有金属防护膜。

2.根据权利要求1所述的微流道流场板，其特征在于：所述阳极微流道的肋宽与流道最窄处均为100μm，最宽处均为400μm。

3.根据权利要求1所述的微流道流场板，其特征在于：所述阴极流场板的表面平行设置有分别连通其输入孔和输出孔的两主流道，所述阴极微流道呈直线型平行设置在两平行主流道之间；

或者，

所述阴极微流道串联成蛇形且首尾两端分别与所述阴极流场板的输入孔和输出孔相连通。

4.根据权利要求1所述的微流道流场板，其特征在于：所述疏水层的接触角在145°以上。

5.根据权利要求1所述的微流道流场板，其特征在于：所镀金属保护膜的材料为金或镍。

6.根据权利要求1所述的微流道流场板，其特征在于：所述阳极流场板和阴极流场板的材料为金属或石墨。

7.一种如权利要求1至6任一项所述微流道流场板的制备方法，包括步骤：

在基板上钻孔加工得到助燃气体和氧化剂的输入、输出孔，并加工出相应的主流道；

将多齿刀具装夹在数控刨床上并且紧定刀架，设定刨床加工参数包括加工行程、切削深度、切削速度、切削回程起点、单次切削结束后的增加深度；

启动刨床，切削成型后自动停止，制得阳极流场板和阴极流场板；

在阳极流场板的表面电镀一层金属防护膜；

在所述阴极流场板进行疏水复合型功能性表面处理。

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于：在所述阴极流场板进行疏水复合型功能性表面处理具体包括步骤：

a)流场板表面预处理:将刨削处理后的所述阴极流场板在砂纸下打磨，去除表面划痕、凹坑和氧化层，使得两表面平整，然后用去离子水进行超声波清洗；进而依次浸入浓度为100～200g/L的KOH溶液中碱洗15～45s除去材料表面油污杂质，然后用去离子水进行超声波二次清洗，然后用质量分数为3wt～11wt％的HCl溶液中酸洗10～40s以除去表面氧化层，最后用去离子水进行超声波清洗干净，自然风干；

b)碱性环境表面沉积工艺:将清洗风干后的所述阴极流场板浸泡在表面沉积溶液中在室温下沉积1～2h，反应结束后取出，用去离子水清洗干净后在空气中风干；

气氛固相烧结工艺:烧结实验设备为KBF16Q箱式气氛烧结炉，将风干后的流场板放入具有保护气体保护的烧结炉中，在300～500℃下保温1-2h，所述的保护气体为氩气或氮气；

c)低表面能溶液修饰工艺:将烧结强化后的所述阴极流场板浸泡在表面修饰溶液中修饰24～36h，修饰结束后取出，用丙酮试剂清洗干净，然后放空气中风干，即得到疏水表面。

9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于：所述表面沉积溶液为1.5～2.5mol/LNaOH和0.1～0.5mo1/L K₂S₂O₈的去离子水溶液。

10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于：所述表面修饰溶液为0.01～0.1mol/L的硬脂酸乙醇溶液。