电热微夹持器微尺度传热分析与优化设计

摘要

针对电热平行梁微夹持器存在的末端夹指高温问题,首先,对电热微夹持器的传热机理进行分析,结合实验得到微尺度下的拟合传热参数;其次,对传统的电热微夹持器末端夹指设计了S型梁散热结构,使用显微红外分析仪对微夹持器对优化效果进行表征;最后,通过微球夹持实验验证了优化设计的可靠性。结果表明,空气自然对流换热系数可达到宏观状态下的60~300倍,在此数据基础上进行的优化设计可以使末端夹指温度降低约45%。该优化方案对其他材料或结构的电热微夹持器也具有一定的通用性。