[发明专利]一种微通道冷却器

说明书

技术领域

本发明涉及换热技术领域，特别是涉及一种微通道冷却器。

背景技术

随着半导体精细化加工制作技术的迅速发展，以此为技术基础的微机电系统(MEMS)加工工艺也日渐成熟，并在军事、医疗、航空航天、化学生物工程、材料科学等众多领域得到了广泛的应用。在MEMS系统中，广泛存在着与流体流动换热相关的微通道器件或设备，微通道器件具有结构紧凑、质量轻、效率高等方面的优势并且也满足了设备精细化的要求。

但是传统的微通道换热设备为了满足设备微型化、封装集成化的要求，其特征尺寸通常在微米至毫米量级，此类微通道的特征尺寸较小，流体在微通道中流动时由于流体与微通道之间接触的比表面积较大，增加了流体与微通道内壁之间的粘滞阻力。从而，增加了驱动流体流动的泵的功消耗，同时也带来了由于驱动流体流动的压力过大导致微通道器件容易破裂的安全隐患。

因此，如何改善微通道内壁的表面性能，降低微通道内的流体流动的阻力，已成为装置微型化应用的一个关键技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种微通道冷却器，以解决上述现有技术存在的问题，可以调节微通道内表面的局部润湿特性，降低流体与壁面之间的粘滞阻力，并且增强换热性能。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种微通道冷却器，包括微通道本体，所述微通道本体的一端设置有流体入口，另一端设置有流体出口；所述微通道本体的内壁上还布置有若干条超疏水微结构层。

可选的，所述微通道本体采用高导热材料制成。

可选的，所述微通道本体采用硅、铜、铝或合金钢制成。

可选的，所述超疏水微结构层是通过在所述微通道本体的内壁上进行机械刻蚀、等离子体刻蚀、激光刻蚀或化学刻蚀，并通过含氟溶液进行表面改性所制备形成的具有微纳结构的粗糙表面。

可选的，所述超疏水微结构层的润湿角为120°-160°。

可选的，所述超疏水微结构层交替布置在所述微通道本体内壁的各个壁面上。

可选的，所述超疏水微结构层呈类螺旋型交替布置在所述微通道本体内壁的各个壁面上。

可选的，所述超疏水微结构层间隔布置在所述微通道本体的内壁底面。

可选的，所述超疏水微结构层的润湿角沿着流体的流动方向逐渐呈梯度降低。

可选的，还包括有亲水微结构层，所述亲水微结构层和所述超疏水微结构层交替布置。

本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：

微通道本体的内壁上布置有超疏水微结构层，降低流体与内壁表面之间的直接接触，为此可以降低流体与壁面之间的粘滞阻力；

超疏水微结构层交替布置在所述微通道本体内壁的各个壁面上，一方面，流体与超疏水微结构层接触时会降低流体与壁面之间的粘滞阻力；另一方面，由于局部润湿特性的不同会造成流体局部流动速度的增加及流体的扰动，为此可以在降低流动阻力的同时强化对流换热。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例一微通道冷却器的结构示意图；

图2为超疏水微结构层呈类螺旋型交替布置的结构示意图；

图3为实施例二微通道冷却器的结构示意图；

图4为实施例三微通道冷却器的结构示意图；

图5为实施例四微通道冷却器的结构示意图；

其中，1为微通道本体，2为超疏水微结构层，3为亲水微结构层，11为流体入口，12为流体出口。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的是提供一种微通道冷却器，以解决现有技术存在的问题，可以调节微通道本体内壁表面的局部润湿特性，降低流体与壁面之间的粘滞阻力，并且增强换热性能。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

实施例一、