什么是陶瓷微反應器？

       陶瓷材料因具有較高的化學穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性，在高溫、高機械強度和重腐蝕等苛刻環(huán)境下，具有比金屬等傳統(tǒng)材料更優(yōu)越的性能。陶瓷材料制備的微反應器不僅具備微化工技術的優(yōu)點，還便于催化劑的負載和實現(xiàn)氣液固三相反應。

       微通道反應器的微通道形貌、尺寸直接影響化學反應過程，所以陶瓷基微通道反應器中微通道的成型是核心，通道的密封是關鍵。陶瓷材料主要成分不同，其力學、化學、熱特性差異較大，應采用不同的加工技術。

1、氧化鋁陶瓷的微成型

       氧化鋁陶瓷加工工藝較簡單，是目前應用最廣泛的陶瓷材料。氧化鋁陶瓷制品耐高溫、抗腐蝕，能長期在1600℃的溫度下使用，制備所用粉料粒徑小且分布均勻，可滿足陶瓷基微反應器的加工要求，但是氧化鋁高溫燒結易收縮變形，導致微結構成型率低。氧化鋁陶瓷通常使用注塑和模壓的方式鑄造生胚。

2、碳化硅陶瓷的微成型

      碳化硅陶瓷是良好的高溫結構材料，能夠在1200～1400℃中仍保持高的抗彎強度，也是目前高溫強度最高的陶瓷。碳化硅優(yōu)良的導熱性和抗沖擊性彌補了氧化鋁陶瓷脆性大、導熱差的缺陷。碳化硅陶瓷易于機械加工，是目前商業(yè)陶瓷微反應器制備的主要材料。碳化硅基板在機械加工后，通過精密的鍵合才能確保微反應器的成型。

3、低溫共燒生瓷片的微成型

       低溫共燒陶瓷技術（LTCC）是休斯公司于1982年開發(fā)的新型材料技術，常用于高集成度、高性能電子的封裝，近年來該技術被引入陶瓷基微反應器的制備。低溫共燒陶瓷技術使用的材料是陶瓷流延片，又稱為低溫共燒生瓷片，生瓷片是指將玻璃陶瓷粉和有機黏合劑按照一定的比例混合，經過漿化形成漿料后澆注在移動的載帶上，形成致密且均勻并具有足夠強度的生瓷片。

      生瓷片的厚度通常為幾百微米，易于機械微加工，通道設計靈活，集成度高，便于微反應器的制備和過程控制模塊的嵌入。制備時對微反應器進行逐層結構設計，將生瓷片進行機械微加工后疊層，再等靜壓壓合燒結。相比于氧化鋁陶瓷1900℃和碳化硅2300℃的燒結溫度，生瓷片燒結溫度較低，在870℃左右就能成型，且仍有較好的耐腐蝕、耐高溫性。