微压印聚合物微流控芯片的传热模型及实验研究

摘要

本文对微压印聚合物微流控芯片的传热模型及实验进行研究，全文内容如下： 第一章绪论部分，在综述微流控芯片在当代分析科学中的重要意义基础上，介绍了各种材料微流控芯片的常用加工技术，如微压印工艺、光刻技术、LIGA技术等，并对微流控芯片微压印技术的国内外进展做了论述。 第二章介绍了微压印的基本原理，并对聚合物微流控芯片的重要加工方法—微压印法的工艺流程做了介绍，并把聚合物材料跟其他基片材料如玻璃、硅、石英等做了比较。 第三章主要介绍了多层薄膜热传导问题，并讨论了几种求解热传导方程的方法，为下一章传热模型的建立及求解奠定了基础。 第四章是从热传导的基本原理出发，根据微压印过程的实际情况建立了微压印过程的传热数学模型，并用积分变换的方法进行了求解，得出了温度场的方程。 第五章应用有限元方法对微压印聚合物微流控芯片的传热过程进行了数值模拟，获得了过程的温度场分布。 第六章介绍了自行研制的微压印机的基本组成及微压印聚合物PMMA微流控芯片的实验研究。 第七章对本文的研究内容进行了总结，并对微流控芯片和微压印的发展前景做了展望。

目录

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第一章绪论

§1.1引言

§1.2微全分析系统及微流控芯片的概述

§1.2.1微机电系统(MEMS)的发展概况[2][5-13]

§1.2.2微全分析系统的发展概况

§1.2.3微流控分析芯片的特点[13]

§1.2.4微流控芯片的国内外发展概况

§1.3微流控芯片加工技术

§1.3.1微流控芯片的结构和加工特点

§1.3.2微流控芯片加工技术

§1.4微压印法加工微流控芯片

§1.5论文主要研究内容

第二章微流控芯片的微压印原理

本章摘要

§2.1微压印法的基本原理

§2.2微压印法的发展概况

§2.3微压印法微制造工艺

§2.4微流控芯片的材料

§2.4.1硅材料和玻璃

§2.4.2高分子聚合物

§2.5加热器件的选取

§2.5.1热电制冷的基本原理

§2.5.2珀尔帖效应的应用

§2.5.3热电制冷的特点

§2.6本章小结

第三章多层薄膜中的热传导

本章摘要

引言

§3.1传热学概述

§3.2固体中的热传导概述

§3.2.1热传导的一般原理

§3.2.2热传导的傅立叶定律

§3.2.3热传导方程

§3.2.4热传导方程的定解条件

§3.3多层薄膜中的热传导

§3.4本章小结

第四章微压印过程中温度场建模

本章摘要

§4.1微压印过程的建模

§4.2微压印过程加热的数学模型

§4.2.1微压印工艺介绍

§4.2.2数学模型的建立

§4.3求解热传导问题的方法

§4.4本章建立的热传导方程的求解

§4.5本章小结

第五章微压印过程中温度场的有限元模拟

本章摘要

引言

§5.1求解温度场的方法

§5.2采用有限元软件ANSYS

§5.2.1 ANSYS热分析简介

§5.2.2稳态传热

§5.2.3瞬态传热

§5.3有限元的求解过程

§5.3.1问题的描述与假设

§5.3.2求解过程

§5.4本章小结

第六章微压印聚合物微流控芯片的实验研究

本章摘要

§6.1微压印过程工艺参数研究

§6.2加热与冷却系统介绍

§6.3聚合物微流体芯片微压印过程实验

§6.4实验研究及分析

§6.4.1实验过程

§6.4.2实验中应注意的问题

§6.4.3实验结果分析

§6.5本章小结

第七章结论和展望

§7.1结论

§7.2展望

参考文献

作者在攻读硕士阶段被录用的论文

致 谢