[实用新型]微通道与纳米棒阵列的复合结构

说明书

本实用新型提供一种微通道与纳米棒阵列的复合结构，该微通道与纳米棒阵列的复合结构包括：微通道结构以及纳米棒阵列结构；微通道结构设置在基板上，用于提供高渗透率；纳米棒阵列结构，设置在微通道结构的表面，用于提高微通道结构的毛细压力；其中，微通道结构中的微通道包括N条，N条微通道并列设置，N≥1。通过在微通道结构的表面原位生成特定的纳米棒阵列结构，提高了表面微纳米尺度下的粗糙度，在显著提高原始微通道结构的毛细压力的同时维持了微通道结构自身的高渗透率，表面微米结构和纳米结构特性的协同效应使得微通道与纳米棒阵列的复合结构具有很高的毛细性能。

技术领域

本实用新型涉及微流体管理及相变传热技术领域，尤其涉及一种微通道与纳米棒阵列的复合结构。

背景技术

毛细压力驱动的液体流动和气液相变现象普遍存在于自然界和工业过程中，在许多应用中表现出非常重要的作用，比如海水脱盐和淡水纯化、微流体管理、高效的热质传递，尤其是高功率密度电子器件冷却。被动式的两相传热器件，如热管、毛细微槽蒸发器、蒸汽腔等，能有效解决制约当今电子工业发展的热管理瓶颈问题，具有毛细结构的部件是这些器件的核心部件，其毛细性能决定了两相传热器件的最大取热能力。在评价毛细结构的毛细性能时，需要综合考虑毛细压力和渗透率这两个因素

近些年，具有优异毛细性能的开放式微通道结构受到了巨大关注，其通道的结构尺寸为几十到几百微米，他们优异的毛细性能主要是归因于大的渗透率，比如他们的渗透率比传统的烧结金属粉末形成的多孔毛细结构要大两个数量级。这些微通道毛细结构的毛细性能还有很大的提升空间，主要是因为微通道本身的毛细压力不够大。最近，研究者通过在微通道内增加烧结金属粉末多孔涂层、微柱结构、凹坑结构等方法去改善原始微通道结构的毛细性能，获得了一些进展。

然而，在实现本实用新型的过程中，本申请发明人发现，现有研究中的改进方法有些对微通道结构毛细压力的提升幅度不大，有些会使得微通道固有的高渗透率变小，因此从整体而言，限制了微通道毛细性能的进一步提高。此外，这些改进方法有的涉及较复杂的制备流程，有的加工成本较高，因此也不利于实际应用。

实用新型内容

(一)要解决的技术问题

基于上述技术问题，本实用新型提供一种微通道与纳米棒阵列的复合结构，以缓解现有技术中的改进方法对微通道结构毛细压力的提升幅度不大，有些会使得微通道固有的高渗透率变小，并且制备流程复杂，成本较高的技术问题。

(二)技术方案

本实用新型提供一种微通道与纳米棒阵列的复合结构，包括：微通道结构，设置在基板上，用于提供高渗透率；以及纳米棒阵列结构，设置在所述微通道结构的表面，用于提高所述微通道结构的毛细压力；其中，所述微通道结构中的微通道包括N条，N条所述微通道并列设置，N≥1。

在本实用新型的一些实施例中，所述纳米棒阵列结构中：纳米棒的直径介于5nm至900nm之间，所述纳米棒的长度介于100nm至50μm之间。

在本实用新型的一些实施例中，所述微通道的横截面为矩形、梯形、三角形或圆弧形。

在本实用新型的一些实施例中，其中：所述微通道的宽度介于10μm至950μm之间；所述微通道的深度介于10μm至2000μm之间；两相邻所述微通道的间距介于20μm至2000μm之间。

在本实用新型的一些实施例中，所述基板为铝、铝合金、铜、铜合金、半导体、陶瓷或氧化物中的至少一种。

在本实用新型的一些实施例中，所述纳米棒阵列结构为铝纳米棒阵列结构、铝化合物纳米棒阵列结构、铜纳米棒阵列结构、铜化合物纳米棒阵列结构、半导体纳米棒阵列结构、陶瓷纳米棒阵列结构或氧化物纳米棒阵列结构中的至少一种。

(三)有益效果

从上述技术方案可以看出，本实用新型提供的微通道与纳米棒阵列的复合结构具有以下有益效果：