制造工艺与应用前景分析

微型热交换器的材料有聚甲基丙烯酸甲酯、镍、硅、铜、铝、陶瓷等。电子冷却的微型热交换器的通道通常是，从几毫米到0.1μm，达到5个数量级，所以其制造工艺因通道尺寸的范围不同而异，在具体的选择上还要考虑到被加工材料的性质。微型通道的制造工艺可分为两大类：传统的微加工工艺，如，磨削和锯削、电火花加工、超声波和水力切割、光刻、电成形等；现代的加工工艺，如，激光加工、聚集离子束、湿化学蚀刻、干等离子蚀刻、紫外光刻、晶片链接等，对于毫米到几百微米尺寸的通道，可用普通的制造工艺。在几微米到0.1μm以下范围内的通道，可用属于半导体制造工艺类的湿化学刻蚀及干等离子刻蚀等。在目前的应用研究中，主要关注的是几微米到几百微米的微通道，它们的制造工艺可以从传统的工艺、现代的半导体制造工艺或其他现代的工艺中优选。微型热交换器的微通道结构经历了从二维到三维的发展，对三维通道的加工工艺有：光刻电镀（LIGA）、准分子激光微细加工、双光子聚合（TPP）加工。不过，三维复杂微成形在技术上仍未得到很好的解决，正在积极开发新型的更有效的微加工和微成形技术。对于微型热交换器的整体封装，因不同的使用温度对材料的要求不同，故封装工艺也有很大差别。目前，对于采用多层槽道板叠装布置的结构，一般用扩散焊进行密封。

微型热交换器虽然在设计、制造、装配、密封技术和参数测量（无接触测量技术）等方面还存在很多难点，在运行上存在阻力大、对流体的清洁度要求高等问题，但是由于它具有结构紧凑、传热效率高、质量轻等特点，尤其在一些对换热设备的尺寸和重量有特殊要求的场合具有不可替代的优势，所以对它的研究和应用发展迅速，它已在微电子、航空航天、医疗、化学生物工程、材料科学、高温超导体的冷却、薄膜沉积中的热控制、强激光镜的冷却及涡轮机叶片的冷却等多方面得到了应用。今后的进一步发展是纳米通道的应用，如人造腰、人造肺等高效的传热传质部件。可以确信，随着大量的实践使用数据结果的积累、试验研究和数值模拟的开展、对其结构和性能等的技术改进（如，强化传热）及优化设计的研究，微型热交换器将日趋完善，并将在现在获得应用的微机电系统（MENS）和装置、微尺度传感器和执行机构、高强度的散热系统、微化工系统、生物医药及医疗等方面进一步扩展，应用前景极其广阔。

【注释】

[1]我国行业内的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型含义不同于一般书中的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型分类含义(www.xing528.com)

[2]由于板片有波纹，板片参与换热的实际面积略大于其投影面积。

[3]有些书将X、ΔX分别称为绝对湿度、绝对湿度差。