[发明专利]感应加热的液体蒸发型微推进器及其制备方法

权利要求书

1.感应加热的液体蒸发型微推进器，其特征在于：包括腔体层、上盖片、基底、金属加热盘、上PCB板、下PCB板、励磁线圈Ⅰ和励磁线圈Ⅱ；其中，腔体层上制作的结构包括微流道、收缩口、加热蒸发腔和拉瓦尔喷口；

所述微流道与拉瓦尔喷口深度相同，为150μm-300μm，宽度为80μm-300μm；

进液口加工在上盖片上，贯穿整个上盖片；

所述微流道中设计半圆状收缩口，距离加热蒸发腔进口800μm-1500μm，收缩口处的微流道宽度为30μm-50μm，防止液体向进液口回流，收缩口另一侧通过微流道与加热蒸发腔相连；

所述加热蒸发腔为圆形腔体结构，其通过微流道与进液口相连通，加热蒸发腔的另一侧与拉瓦尔喷口相连通；

所述拉瓦尔喷口进口宽度与微流道宽度相同，最窄处宽度为30μm-80μm且距离出口处800μm-1000μm，拉瓦尔喷口出口宽度为200μm-500μm；

所述励磁线圈Ⅰ加工在上PCB板上，励磁线圈Ⅱ加工在下PCB板上；

所述励磁线圈Ⅰ和励磁线圈Ⅱ同心，且与金属加热盘同心；

所述金属加热盘制作在基底上表面，

所述加热蒸发腔通过进液口和微流道填充液体；

微推进器通过进液口和微流道向加热蒸发腔内输送液体；同时，对励磁线圈Ⅰ和励磁线圈Ⅱ中通入交变电流，电流方向均为顺时针或逆时针，励磁线圈Ⅰ和励磁线圈Ⅱ周围产生叠加增强的交变磁场；金属加热盘在交变磁场中，其内部就会产生涡流，涡流产生焦耳热，使金属加热盘温度升高，加热蒸发腔内的液体与金属加热盘直接接触，由于热传导的效应，液体被金属加热盘加热，使加热蒸发腔内液体汽化成气体；气体体积变大，其腔体内压力升高，加热蒸发腔内气体在压力的作用下，通过拉瓦尔喷口喷出，从而微推进器获得相反方向的驱动力。

2.根据权利要求1所述的微推进器，其特征在于：所述励磁线圈Ⅰ和励磁线圈Ⅱ形状为多边形或圆形平面螺旋线圈，匝数为5匝到30匝。

3.根据权利要求1所述的微推进器，其特征在于：所述加热蒸发腔的直径为2000μm-5000μm，深度为150μm-300μm。

4.制作如权利要求1-3任意一项所述微推进器的方法，其特征在于，具体工艺流程如下所示：

1)用激光切割机切割出陶瓷块，作为腔体层；

2)在腔体层上用激光切割机切出进液口、收缩口、微流道、加热蒸发腔和拉瓦尔喷口；

3)在上盖片上用激光切割机切出进液口；

4)用去离子水清洗基底，然后在采用电镀工艺电镀出一个金属圆盘，制成金属加热盘；

5)使用石蜡涂覆在基底上表面，将腔体层贴在基底上表面的石蜡层上，然后再将腔体层上表面涂覆石蜡；

6)把上盖片的下表面与腔体层的上表面进行对齐形成陶瓷叠层，将上述加工好的带有进液口、微流道、加热蒸发腔与拉瓦尔喷口的腔体层与上盖片、基底烧结成一个整体，然后与加工出励磁线圈Ⅰ的上PCB板和加工出励磁线圈Ⅱ的下PCB板组装，制成感应加热的液体蒸发式微推进器。