基于微觀層流控制技術的微流道內二次流動刻蝕工藝研究.pdf

1、本文針對化學萃取和生物薄膜淀積中常用的“Y—sensor”結構，從流體控制的角度對微流道內兩相層流的交界面位置和分子擴散程度與入口流動參數的關系進行了定量研究。建立了微尺度多數層流的數值模型，并且通過可視化實驗驗證了模型的正確性。我們采用實驗和仿真的手段，對“Y—sensor”內壓力驅動的兩束層流的交界面位置以及不同組分分子擴散現象進行了定量研究。在保持其中一個入口的流量為20ml/h，另一個入口的流量分別為2ml/h、4ml/h、8m

2、l/h，12ml/h、16ml/h、20ml/h的情況下對交界面位置進行了實驗和數值仿真。在兩個入口的流量均為2ml/h的條件下，對交界面分子擴散距離進行了數值仿真；并且利用可視化實驗驗證了仿真結果。結果表明：“Y—sensor”中兩束流體流束寬度之比基本與流量之比相等；兩束層流交界面分子擴散距離與下游位移成1/3次方的關系。
　　 在微尺度流動理論研究的基礎上提出了一種新型的利用微尺度下流體分層流動特性的微流道內二次流動刻蝕的

3、成型方法。此方法的原理是，向已經成型的微流道中間隔通入隔離劑和刻蝕劑并保持層流流態(tài)，刻蝕劑可以在微流道的壁面處與基底材料發(fā)生反應實現刻蝕，隔離劑則起到保護基底材料表面不被刻蝕，控制刻蝕劑與隔離劑的流動參數即可實現在已有微流道內的高深寬比二次刻蝕。此方法的優(yōu)點是可以在不使用光刻技術的前提下實現微流道內部或各向同性基底材料表面的高深寬比結構刻蝕成型，并可通過改變刻蝕劑與隔離劑的流動參數實現對二次微結構形貌的控制。本文以玻璃為基底材料通過大量