[发明专利]一种抗蚀超滑毛细铝管及其制备方法和装置

说明书

本发明提供一种抗蚀超滑毛细铝管及其制备方法和装置，毛细铝管性能优异、使用寿命长，毛细铝管制作成本低、制作过程简单可靠、制作过程安全。提供一种抗蚀超滑毛细铝管，通过刻蚀形成的微纳尺度粗糙度的氧化铝毛细结构表面，在利用氧化铝毛细结构表面锁住预浸润液，从而在毛细铝管本体的内壁上形成连续的预浸润液的液态膜，起到润滑作用，与此同时能够通过预浸润液与输送的液体实现隔离，防止输送液体对毛细铝管本体的侵蚀，而且氧化铝毛细结构表面本身有防腐蚀效果，从而可以有效保护毛细铝管不被腐蚀性流动工质腐蚀，而且流动阻力小，能够实现以毛细铝管高效输送腐蚀性的流动工质，具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明涉及微通道流动技术领域，具体为一种抗蚀超滑毛细铝管及其制备方法和装置。

背景技术

在大多数工业场景中，铝及其合金材料因其原材料含量丰富、价格低廉、可塑性强、延展性强、强度高、密度低等优势而获得了广泛应用。以铝为基材的毛细管或者微小通道在航空装备、电子器件、LED照明装置和冷库系统等的换热装置中有大量应用。此外，在微机电系统、特种农机等新兴设备中物料输送领域，铝基毛细管也发挥着重要应用。铝基毛细管道除了具有成本低、易于集成和大批量生产的特点，而且由于尺寸微小，还可减少设备的无效体积、降低能耗、提高响应速度等。这些独特优势将使得以毛细铝管作为物料输送通道的应用场景进一步扩展。

然而，铝基毛细管在实际应用中也存在两大问题。

首先，毛细管基底材料铝的性质活泼，易与某些液体发生反应而导致腐蚀，这会造成毛细管损坏的问题。导致铝材腐蚀的液体包括一些具有高导热率的液体，如高浓度盐溶液、汞、镓基液态金属等，还有一些酸性的流动工质。而这些具有腐蚀性的液体恰恰正是涉及铝基毛细管的诸多应用场景所必须的，比如换热和微机电系统。

其次，毛细铝管道随着水力直径的减小，其中流动工质的流动阻力加剧，这会导致流动驱动功耗急剧增加的问题。随着流体工质粘性的增加，该问题将变得愈加明显。

因此，在毛细铝管内高效输送腐蚀性液体物料、特别是高粘度腐蚀性液体物料是微尺度流动领域公认的难题之一；同时也限制了铝基毛细管应用功能的进一步丰富和扩展。

发明内容

针对现有技术中毛细铝管在实际应用时易腐蚀和流动阻力大的问题，本发明提供一种抗蚀超滑毛细铝管及其制备方法和装置，毛细铝管性能优异、使用寿命长，毛细铝管制作成本低、制作过程简单可靠、制作过程安全。

本发明是通过以下技术方案来实现：

本发明一方面提供一种抗蚀超滑毛细铝管，包括，

毛细铝管本体；

在毛细铝管本体内壁刻蚀形成的微纳尺度粗糙度的氧化铝毛细结构表面；

以及浸润附着在所述氧化铝毛细结构表面的表面预浸润液。

可选的，所述氧化铝毛细结构表面采用硬脂酸、软脂酸或氟硅烷修饰形成低表面能修饰层；所述的表面预浸润液浸润附着在低表面能修饰层上。

可选的，毛细铝管本体的内径为200-1000μm。

可选的，所述的表面预浸润液采用粘度为10-1000Cst的全氟聚醚油或二甲基硅油。

本发明二方面还提供一种抗蚀超滑毛细铝管制备方法，包括，

在预处理后的毛细铝管本体内壁，刻蚀形成微纳尺度粗糙度的氧化铝毛细结构表面；

在氧化铝毛细结构表面浸润附着表面预浸润液，得到抗蚀超滑毛细铝管。

可选的，所述预处理为清洗去除毛细铝管本体内壁自然产生的氧化层。

可选的，所述在预处理后的毛细铝管本体内壁，刻蚀形成微纳尺度粗糙度的氧化铝毛细结构表面，具体步骤包括，