發(fā)布時間：2018-06-24 19:39

  本文選題：微流控 + 不互溶兩相流��； 參考：《哈爾濱工業(yè)大學》2017年碩士論文

【摘要】：微流控技術是一門涉及流體力學、化學工程、生物工程、微納技術等多個領域的交叉學科。隨著制造和集成技術的提高,微流控器件向多功能化和智能化方向發(fā)展,其中電互連是基本條件。本文利用低雷諾數(shù)下的不互溶兩相平行流界面開展原位金屬互連研究。本文利用U形壓力計和高壓氣瓶作為壓力源設計搭建了復合氣壓驅(qū)動裝置。該裝置具有壓力分辨率高、壓力調(diào)節(jié)范圍大的優(yōu)點,為精確控制兩相界面打下基礎。重復性測試實驗中發(fā)現(xiàn)通道壁面性質(zhì)影響兩相界面形態(tài)。當利用U形壓力計進行驅(qū)動時,平行流界面穩(wěn)定的時間超過0.5h。本文以驅(qū)動壓力為參數(shù),在寬度為240μm高度為10μm的Y型微通道內(nèi)繪制油酸/水兩相流型圖。壓力驅(qū)動可以容易地通過分析界面的受力平衡研究流型的轉(zhuǎn)變。本文重點研究平行流和其他流型之間的轉(zhuǎn)變。實驗通過改變表面活性劑濃度、溫度和壁面條件研究液-液相互作用和固-液相互作用對流型轉(zhuǎn)變的影響。實驗結(jié)果表明固-液相互作用對低雷諾數(shù)下的流型轉(zhuǎn)變有明顯的影響。通過在出口接入一定程度的真空,可以減弱固-液相互作用,從而使得兩相流體的流阻明顯減小。實驗中在沒有對通道壁面進行修飾,也未加入表面活性劑的情況下,得到雷諾數(shù)Re10~(-2)的平行流,并且可以穩(wěn)定1~3h。本文利用油酸銅正辛醇溶液-抗壞血酸水溶液不互溶兩相進行原位合成金屬研究。為了對微通道內(nèi)界面反應產(chǎn)物進行表征,利用掩膜對鍵合面進行選擇性氧等離子處理,設計出一種易拆卸同時密封性好的鍵合方式。利用該鍵合方式制作的微流控芯片可以在保持微通道內(nèi)界面反應產(chǎn)物原始狀態(tài)的前提下方便地打開。實驗成功制備出局部連續(xù)的銅亞微米-微米線。銅亞微米-微米線主要是由排列在一起的“杯狀”顆粒組成。本文提出兩相界面反應主要由乳化和擴散兩方面控制。兩相首先在平行流界面處發(fā)生反應,使得界面附近反應物濃度發(fā)生變化,與此同時兩相界面張力也發(fā)生變化。這些變化導致界面的變得不穩(wěn)定,出現(xiàn)乳化現(xiàn)象。界面乳化形成的乳滴作為軟模板,納米顆粒吸附在乳滴兩相界面上。不斷擴散過來的反應物繼續(xù)在乳滴界面上發(fā)生反應。通過納米顆粒的自組裝和長大得到“杯狀”顆粒,最后制備出局部連續(xù)的銅亞微米-微米線。通過對界面反應的影響因素進行分析,指出控制界面張力和界面穩(wěn)定性是提高界面反應產(chǎn)物連續(xù)性的關鍵。
[Abstract]:In this paper , the influence of liquid - liquid interaction and solid - liquid interaction on convection type transition is studied by using U - shaped pressure gauge and high pressure gas cylinder as pressure source .
【學位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TG111

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