1 基本結(jié)構(gòu)

微反應(yīng)器在結(jié)構(gòu)上通常采取分層結(jié)構(gòu)，先以亞單元構(gòu)成單元，再以單元構(gòu)成較大單元，等等。

這一特性有別于傳統(tǒng)化工裝置，它便于微反應(yīng)器方便地擴(kuò)展生產(chǎn)規(guī)模，以“數(shù)增放”的方式(而非傳統(tǒng)的規(guī)模放大)。微細(xì)結(jié)構(gòu)以不同的方式排列(多為交叉形式)，加上周遭的進(jìn)出口，構(gòu)成微部件；微部件與管道連接，再加上支撐部分，構(gòu)成微單元；微單元常采用堆疊形式，特別是在氣相反應(yīng)器中，當(dāng)用器室將微單元封閉起來時，構(gòu)成微裝置，是微反應(yīng)系統(tǒng)中可獨(dú)立操作的最小單元，有時，在密閉器室中會有幾種不同的微單元，從而形成一種復(fù)合微裝置；如果將微單元串聯(lián)、并聯(lián)或混聯(lián)，則構(gòu)成微系統(tǒng)。

微型反應(yīng)器的制作是在進(jìn)行工藝計算、結(jié)構(gòu)設(shè)計、強(qiáng)度校核后，選擇合適的材料和加工方法制成微結(jié)構(gòu)、微部件，然后選擇合適的聯(lián)接方式，將其組裝成微單元和微型器件，最后通過試驗(yàn)驗(yàn)證其效果，如果達(dá)不到預(yù)期要求，則重新進(jìn)行。

2常用材料

材質(zhì)的選擇依賴于介質(zhì)和條件等因素，例如介質(zhì)的腐蝕性能、工作溫度、工作壓力等，并且由于對不同材料的加工方法不同，會影響加工方法的選擇。另外，加工方法反過來又影響到材料的選擇，例如，由于精度或安全要求而必須采用某種加工方法時，必須使用與這種處理方法相適應(yīng)的材料。

硅類材料在微反應(yīng)器中被廣泛應(yīng)用。最重要的是，硅具有與鋼幾乎相同的優(yōu)異的機(jī)械和物理性能，這能使硅更好地保持載荷-變形之間的線性關(guān)系；硅密度約為2.3g/cm3，與鋁一樣輕；硅的熱膨脹系數(shù)非常小，僅為鋁的十分之一；單晶硅可以達(dá)到7.0GPa，比不銹鋼大三倍；硅具有各向異性，便于選擇性腐蝕。

硅片是半導(dǎo)體器件制造中最常用的材料，其機(jī)電一體化特性和優(yōu)良的傳感特性(如光電效應(yīng)、壓阻效應(yīng)、霍爾效應(yīng)等)，使其在MEMS中被廣泛應(yīng)用于制造各種微傳感器、微閥、微馬達(dá)、微型齒輪等。但由于大多數(shù)力學(xué)模型都是以各向同性假設(shè)為基礎(chǔ)的，其脆性對其不利，其各向異性將使力學(xué)分析變得困難。在微型反應(yīng)器中，不銹鋼、玻璃、陶瓷也經(jīng)常使用。

不銹鋼常用于某些放熱的多相催化微反應(yīng)器中，對于某些尺寸稍大的反應(yīng)器也可采用不銹鋼制造，因此加工方便，成本低，且易于與外部連接。此外不銹鋼具有較好的延展性，因此成為反應(yīng)器、熱交換器薄片生產(chǎn)常用的材料。由于玻璃化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，且有良好的生物兼容性，微反應(yīng)器也有利于觀察內(nèi)部反應(yīng)，因此玻璃在微反應(yīng)器中經(jīng)常被作為基底材料；陶瓷由于化學(xué)性能穩(wěn)定、耐腐蝕能力強(qiáng)、熔點(diǎn)高、在高溫下仍能保持尺寸穩(wěn)定，因而在微反應(yīng)器中常用于高溫和強(qiáng)腐蝕的場合，其缺點(diǎn)是耗時長，價格昂貴?；诖?，本文提出了一種利用快速成型技術(shù)和注塑模具技術(shù)，實(shí)現(xiàn)快速、準(zhǔn)確的陶瓷微反應(yīng)器的制作，并成功制備了具有亞毫米級內(nèi)部特征尺寸的陶瓷微反應(yīng)器。塑料、聚合物等其他材料在光刻電鍍和壓模成形等工藝出現(xiàn)以后，也在微反應(yīng)器中得到了越來越廣泛的應(yīng)用。