本发明提供了一种用于气、液换热的抗腐蚀印刷电路板换热器及涂覆工艺，换热器采用薄厚两种基板，薄基板采用刻蚀法进行单面加工形成气体介质流道，厚基板采用精雕和刻蚀法结合进行双面加工，刻蚀法加工出的流道统一用于形成气体流道，精雕法加工出的带有扰流结构流道用于形成液体介质流道。两种换热板交替叠放并通过扩散焊接形成换热芯体，兼顾了气相介质的换热性能以及液相介质换热流通性。此外通过气相沉积法对换热器各表面进行石墨烯薄膜涂覆对换热器进行防腐处理。
1.用于气、液换热的抗腐蚀印刷电路板换热器的涂覆工艺，所述换热器包括换热器芯体（1），所述换热器芯体（1）由A换热板基板（2）、B换热板（3）和A换热板（4）组成；多块所述A换热板（4）和B换热板（3）交替叠放，并在其顶部安装A换热板基板（2）作为盖板形成换热器芯体（1）的主体结构；多个所述换热器芯体（1）之间相互固定连接，并在A换热板（4）和B换热板（3）之间形成流体流道和气体流道；
所述A换热板（4）的A换热板正面（6）加工有通过气体介质的气相流道（8），所述A换热板（4）的A换热板反面（7）采用光面结构；
所述气相流道（8）采用激光或者化学刻蚀加工工艺而成；
所述B换热板（3）的基板采用厚板并进行双面流道加工，在B换热板反面（11）上加工有用于和A换热板（4）的气相流道（8）相配合的配合气相流道（13），配合气相流道（13）和气相流道（8）采用镜像结构，并保证两者形成一个完整的气相流道；在B换热板正面（10）上加工有液相流道（12）；
步骤一，清洁：将加工好的A换热板基板（2）、B换热板（3）和A换热板（4）浸泡在二氧化碳饱和水溶液中去除其表面存在的金属锈，吹干；再浸泡于乙醇、丙酮或异丙醇有机溶剂中，清洗去除表面油性污渍，吹干；最后浸泡于去离子水中，清洗后吹干；
步骤二，喷涂诱导层：对加工好的A换热板基板（2）、B换热板（3）和A换热板（4）进行预处理，利用低压气相沉积法，先在换热板面上多处引入小面积多晶Ni薄膜，将加工好的A换热板基板（2）、B换热板（3）和A换热板（4）形成的芯体放置于充有氩气保护气的扩散焊炉中，并施加一定的压力实现板片间分子间扩散，在芯体上焊接封头最终形成印刷电路板换热器；
步骤三，石墨烯外延生长：将印刷电路板换热器置于真空管式炉的反应室中，控制反应室的压力小于10 Pa，在500‑1000℃环境下加热，保持5‑30min，向反应室内通入CH4气体，经过5‑30min的热解反应，进而在换热器及流道表面形成大面积的少数层石墨烯薄膜的涂覆，对换热器进行保护；
相邻的换热器芯体（1）之间采用扩散焊接工艺相互连接固定；所述流体流道和气体流道内的流体介质采用逆流形式；
所述气相流道（8）根据具体换热量具体需求设计为直流道、之字型流道或曲线型流道；
所述气相流道（8）的截面采用弧形、矩形、三角形或梯形；
所述液相流道（12）的内部设置有绕流结构，所述绕流结构采用翼型结构（14）或梭型结构（15）；所述液相流道（12）采用精雕工艺加工而成；
所述液相流道（12）的深度为D2‑D1，所述D1为A换热板（4）的厚度，所述D2为B换热板（3）的厚度，所述D1不小于1mm，所述D2不小于5mm；所述A换热板（4）上气相流道（8）的深度为d，其中D1‑d不小于0.2mm。
2.根据权利要求1所述的用于气、液换热的抗腐蚀印刷电路板换热器的涂覆工艺，其特征在于：所述步骤一中，每个步骤的浸泡时间根据换热板或盖板的实际清洁程度而定，选择10‑
所述步骤三中，石墨烯涂覆侧重液相流道防腐，优先通过管道在液相进口通入CH4气体，必要时气相入口接上CH4气体管道；利用反应室内负压，保证流道充满CH4气体。
一种用于气、液换热的抗腐蚀印刷电路板换热器及涂覆工艺
技术领域
[0001] 本发明涉及换热技术及装置领域，特别是涉及一种用于气、液换热的抗腐蚀印刷电路板换热器。
背景技术
[0002] 印刷电路板换热器是一种微通道换热器，由于其紧凑高效、抗压能力强和抗热应力能力强等特征受到广泛的青睐。
[0003] 目前，印刷电路板换热器多采用化学刻蚀或激光刻蚀的方法在换热板上加工出微型通道供换热板两侧的冷热流体流通并通过换热板进行热量交换。将换热刻蚀好的流道的换热板交替堆叠，并利用扩散焊接技术将多层换热板焊接成一体换热芯体，构成了印刷电路板换热器的最核心部件换热芯体。最后通过封头将冷热流体的所有进出口分别封装最终构成了印刷电路板换热器。
[0004] 目前印刷电路板换热器由于采用刻蚀法制作出的流道非常微小，往往多用于流通性好、粘度较低的流体换热，限制了其优势的发挥；常见流道设置形式较为常见的有直流道、之字型流道、卷曲流道以及翼型流道；但上述流道主要以单面刻蚀法加工通道，截面微小、压降较高难以适用高粘度、流通性差腐蚀性强的液态流体换热。此外目前的印刷电路板换热器多不具备抗腐能力，难以扩展至例如海水换热的情形。
发明内容
[0005] 本发明为了克服现有技术的不足，提供了一种用于气、液换热的抗腐蚀印刷电路板换热器，该换热器换热板结合了金属刻蚀加工和金属精雕工艺，换热板加工成A、B两种板，交叉叠放形成两种流道分别用于液相流体与气相流体换热。
[0006] 为了实现上述的技术特征，本发明的目的是这样实现的：一种用于气、液换热的抗腐蚀印刷电路板换热器，所述换热器包括换热器芯体，所述换热器芯体由A换热板基板、B换热板和A换热板组成；多块所述A换热板和B换热板交替叠放，并在其顶部安装A换热板基板作为盖板形成换热器芯体的主体结构；多个所述换热器芯体之间相互固定连接，并在A换热板和B换热板之间形成流体流道和气体流道。
[0007] 相邻的换热器芯体之间采用扩散焊接工艺相互连接固定；所述流体流道和气体流道内的流体介质采用逆流形式。
[0008] 所述A换热板的A换热板正面加工有通过气体介质的气相流道，所述A换热板的A换热板反面采用光面结构。
[0009] 所述气相流道根据具体换热量具体需求设计为直流道、之字型流道或曲线型流道；所述气相流道的截面采用弧形、矩形、三角形或梯形。
[0010] 所述气相流道采用激光或者化学刻蚀加工工艺而成。
[0011] 所述B换热板的基板采用厚板并进行双面流道加工，在B换热板反面上加工有用于和A换热板的气相流道相配合的配合气相流道，配合气相流道和气相流道采用镜像结构，并保证两者形成一个完整的气相流道；在B换热板正面上加工有液相流道。
[0012] 所述液相流道的内部设置有绕流结构，所述绕流结构采用翼型结构或梭型结构；所述液相流道采用精雕工艺加工而成。
[0013] 所述液相流道的深度为D2‑D1，所述D1为A换热板的厚度，所述D2为B换热板的厚度，所述D1不小于1mm，所述D2不小于5mm；所述A换热板上气相流道的深度为d，其中D1‑d不小于0.2mm。
[0014] 用于气、液换热的抗腐蚀印刷电路板换热器的涂覆工艺，包括以下步骤：
[0015] 步骤一，清洁：将加工好的A换热板基板、B换热板和A换热板浸泡在二氧化碳饱和水溶液中去除其表面存在的金属锈，吹干；再浸泡于乙醇、丙酮或异丙醇有机溶剂中，清洗去除表面油性污渍，吹干；最后浸泡于去离子水中，清洗后吹干；
[0016] 步骤二，喷涂诱导层：对加工好的A换热板基板、B换热板和A换热板进行预处理，利用低压气相沉积法，先在换热板面上多处引入小面积多晶Ni薄膜，将加工好的A换热板基板、B换热板和A换热板形成的芯体放置于充有氩气保护气的扩散焊炉中，并施加一定的压力实现板片间分子间扩散，在芯体上焊接封头最终形成印刷电路板换热器；
[0017] 步骤三，石墨烯外延生长：将印刷电路板换热器置于真空管式炉的反应室中，控制反应室的压力小于10 Pa，在500‑1000℃环境下加热，保持5‑30min，向反应室内通入CH4气体，经过5‑30min的热解反应，进而在换热器及流道表面形成大面积的少数层石墨烯薄膜的涂覆，对换热器进行保护。
[0018] 所述步骤一中，每个步骤的浸泡时间根据换热板或盖板的实际清洁程度而定，选择10‑60min；
[0019] 所述步骤三中，石墨烯涂覆侧重液相流道防腐，优先通过管道在液相进口通入CH4气体，必要时气相入口接上CH4气体管道；利用反应室内负压，保证流道充满CH4气体。
[0020] 本发明有如下有益效果：
[0021] 1、本发明所述的一种用于气、液换热的抗腐蚀印刷电路板换热器，选用薄厚两种基板，采用刻蚀结合精雕对换热板加工出可分别针对气、液换热的专用流道，同时兼顾气体工质的换热效率以及保障液体工质的换热流通性。此外，通过沉积涂覆石墨烯涂层的方法对换热器表面进行保护，提高换热器的抗腐能力，扩展印刷电路板的适用场景，如海水换热器。
[0022] 2、通过采用本发明的印刷电路板换热器能够用于二氧化碳气体与海水液体的换热，气相流道也可用于空气、有机介质等气态载热流体介质，液相流道也可用于中水、河水等腐蚀性较强的液体介质等液态载热流体介质。
[0023] 3、通过采用逆流形式，保证了使用过程中的散热效果。
[0024] 4、通过采用多种不同的结构形式以及截面形状，增强了其适应性。
[0025] 5、通过上述结构的B换热板能够用于和A换热板进行配合并能够形成液相流道，进而便于后续换热过程，气体和流体的通过换热。
附图说明
[0026] 下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
[0027] 图1 为本发明的换热器芯体。
[0028] 图中：1为换热器芯体，2为A换热板基板，3为B换热板，4为A换热板。
[0029] 图2 为本发明A换热板示意图。
[0030] 图中：5为公共边，6为A换热板正面，7为A换热器反面，8为气相流道，21为气相流道进气方向，22为气相流道出气方向。
[0031] 图3 为本发明B换热板示意图。
[0032] 图中：9为公共边，10为B换热板正面，11为B换热器反面，12为液相流道，13为配合气相流道，31为液相流道进液方向，32为液相流道出液方向，33为气相流道进气方向，34为气相流道出气方向。
[0033] 图4 为板发明用于液体介质换热扰流形式示意图。
[0034] 图中：14为B换热板采用翼型结构，15为B换热板采用梭型结构。
具体实施方式
[0035] 下面结合附图对本发明的实施方式做进一步的说明。
[0036] 实施例1：
[0037] 参见图1‑4，一种用于气、液换热的抗腐蚀印刷电路板换热器，所述换热器包括换热器芯体1，所述换热器芯体1由A换热板基板2、B换热板3和A换热板4组成；多块所述A换热板4和B换热板3交替叠放，并在其顶部安装A换热板基板2作为盖板形成换热器芯体1的主体结构；多个所述换热器芯体1之间相互固定连接，并在A换热板4和B换热板3之间形成流体流道和气体流道。通过采用上述结构的换热器，采用流体流道和气体流道相组合的双流道结构形式，有效提高了其散热效率，而且增强了其适应性。使其同时兼顾气体工质的换热效率以及保障液体工质的换热流通性。
[0038] 进一步的，相邻的换热器芯体1之间采用扩散焊接工艺相互连接固定；所述流体流道和气体流道内的流体介质采用逆流形式。通过采用逆流形式，保证了使用过程中的散热效果。
[0039] 进一步的，所述A换热板4的A换热板正面6加工有通过气体介质的气相流道8，所述A换热板4的A换热板反面7采用光面结构。通过气相流道8能够用于气体介质的通过，进而通过气体方式实现交换散热。
[0040] 进一步的，所述气相流道8根据具体换热量具体需求设计为直流道、之字型流道或曲线型流道；所述气相流道8的截面采用弧形、矩形、三角形或梯形。通过采用多种不同的结构形式以及截面形状，增强了其适应性。
[0041] 进一步的，所述气相流道8采用激光或者化学刻蚀加工工艺而成。通过采用上述的加工工艺，保证加工精度和质量。
[0042] 进一步的，所述B换热板3的基板采用厚板并进行双面流道加工，在B换热板反面11上加工有用于和A换热板4的气相流道8相配合的配合气相流道13，配合气相流道13和气相流道8采用镜像结构，并保证两者形成一个完整的气相流道；在B换热板正面10上加工有液相流道12。通过上述结构的B换热板3能够用于和A换热板4进行配合并能够形成液相流道12，进而便于后续换热过程，气体和流体的通过换热。
[0043] 进一步的，所述液相流道12的内部设置有绕流结构，所述绕流结构采用翼型结构14或梭型结构15；所述液相流道12采用精雕工艺加工而成。通过上述结构的绕流结构延长了流体在流道停留时间，进而保证了热交换效率。
[0044] 进一步的，所述液相流道12的深度为D2‑D1，所述D1为A换热板4的厚度，所述D2为B换热板3的厚度，所述D1不小于1mm，所述D2不小于5mm；所述A换热板4上气相流道8的深度为d，其中D1‑d不小于0.2mm。
[0045] 实施例2：
[0046] 用于气、液换热的抗腐蚀印刷电路板换热器的涂覆工艺，包括以下步骤：
[0047] 步骤一，清洁：将加工好的A换热板基板2、B换热板3和A换热板4浸泡在二氧化碳饱和水溶液中去除其表面存在的金属锈，吹干；再浸泡于乙醇、丙酮或异丙醇有机溶剂中，清洗去除表面油性污渍，吹干；最后浸泡于去离子水中，清洗后吹干；
[0048] 步骤二，喷涂诱导层：对加工好的A换热板基板2、B换热板3和A换热板4进行预处理，利用低压气相沉积法，先在换热板面上多处引入小面积多晶Ni薄膜，将加工好的A换热板基板2、B换热板3和A换热板4形成的芯体放置于充有氩气保护气的扩散焊炉中，并施加一定的压力实现板片间分子间扩散，在芯体上焊接封头最终形成印刷电路板换热器；
[0049] 步骤三，石墨烯外延生长：将印刷电路板换热器置于真空管式炉的反应室中，控制反应室的压力小于10 Pa，在500‑1000℃环境下加热，保持5‑30min，向反应室内通入CH4气体，经过5‑30min的热解反应，进而在换热器及流道表面形成大面积的少数层石墨烯薄膜的涂覆，对换热器进行保护。
[0050] 进一步的，所述步骤一中，每个步骤的浸泡时间根据换热板或盖板的实际清洁程度而定，选择10‑60min；
[0051] 进一步的，所述步骤三中，石墨烯涂覆侧重液相流道防腐，优先通过管道在液相进口通入CH4气体，必要时气相入口接上CH4气体管道；利用反应室内负压，保证流道充满CH4气体。
