[實用新型]用于觀測電沉積微空間內真空沸騰現象的裝置

有效

• 申請號: 201220521385.2
• 申請日: 2012-10-12
• 公開（公告）號: CN202814447U
• 公開（公告）日: 2013-03-20
• 發明（設計）人: 明平美;商靜瑜;呂文星;郝巧玲;王俊濤;馬夢蝶;王文華;張延輝;蘇陽陽;包曉慧;畢向陽
• 申請（專利權）人: 河南理工大學
• 主分類號: G01D21/00
• 分類號: G01D21/00
• 代理公司: 鄭州聯科專利事務所(普通合伙) 41104
• 代理人: 時立新

技術領域

本實用新型涉及一種觀測電沉積真空沸騰現象的裝置，尤其涉及一種用于觀測電沉積微空間內真空沸騰現象的裝置。

背景技術

在真空或負壓環境中，液體通常在未達到常壓沸點的情況下便產生劇烈沸騰現象。液體沸騰是典型的氣、液兩相流運動，伴隨有劇烈的液體自然對流運動和汽化吸熱現象，常被工業界用以強化傳質和傳熱。觀測了解氣泡份額、氣泡生長模式（形成、長大、破滅等循環過程）、流型特征等信息，是研究和有效利用真空沸騰現象的前提和基礎。目前，宏觀環境下真空沸騰的觀測方法及其依托裝備比較成熟。然而，對于微細管、微盲孔等微空間內真空沸騰現象的觀測，由于微尺度效應的影響凸顯并受十分狹小操作空間的限制，微空間內沸騰現象特征信息的采集難度很大，一般是利用成本昂貴的微粒子圖像測速技術（MicroPIV）等來實現。

研究表明，把真空沸騰現象應用于宏觀尺度電沉積工藝中，能獲得很好的工藝效果，如中國專利（專利號CN?101871108?A）“電解液真空沸騰式高速電沉積方法及裝置”所提及的。進一步研究表明（見“明平美，李英杰，王艷麗等，微細電鑄法制造高開孔率精細網片.2011,(4):43-45,47”），真空沸騰現象應用于微尺度電沉積工藝也能獲得較好的效果。但至今尚無針對這種處于電沉積環境下微空間內的真空沸騰現象的專用觀測平臺，而了解掌握其中的特征信息對完善真空沸騰基礎理論和提升應用水平，意義重大。理論上，現有的MicroPIV技術可用于電沉積微空間內真空沸騰現象的觀測，但其設備昂貴且對工作介質的要求高。?

實用新型內容

本實用新型的目的是提供一種用于觀測電沉積微空間內真空沸騰現象的裝置，便于觀測且成本低。

本實用新型采用下述技術方案：一種用于觀測電沉積微空間內真空沸騰現象的裝置，包括密閉絕緣的透明槽體，槽體內裝設有含有示蹤粒子的導電工作液，導電工作液內設置有陽極與陰極，陰極設置在導電工作液底部，陽極設置在導電工作液內陰極的上方，陽極和陰極分別與電沉積電源的正極和負極連接；陰極的上部設置有微沉積空間單元，用來采集微沉積空間單元的采集鏡頭設置在正對微沉積空間單元區域的槽體外部，采集鏡頭的輸出端與信息處理單元連接；還包括有采集工作液溫度并控制工作液溫度的工作液溫度采集控制單元，所述的陰極連接有陰極溫度采集控制單元。

所述的微沉積空間單元包括由多個微盲孔組成的微盲孔陣列，微盲孔陣列包括導電柱和非導電微細透明管，所述的導電柱下部埋置在陰極內，上部設置在非導電微細透明管內，所述的非導電微細透明管與陰極密封配合；所述的導電柱的內徑不完全相同，多個非導電微細透明管的深度也不完全相同。

還包括有真空泵單元，真空泵通過抽氣管道與接頭連接，接頭密封設置在槽體頂部外，所述的抽氣管道上設置有干燥器，所述的槽體頂部外還密封設置有真空表。

還包括有真空度微調單元，真空度微調單元為設置在槽體頂部外的真空微調閥。

所述導電工作液的液面距槽體頂部內側壁的距離大于等于100mm。

所述的陽極與陰極間的距離為20～40mm。

所述的導電工作液為無色透明導電工作液。

所述的工作液溫度采集控制單元和陰極溫度采集控制單元均包括溫度傳感器、加熱器、溫控儀、接觸器，所述的溫度傳感器的信號輸出端與溫控儀連接，溫控儀通過接觸器與加熱器連接，所述的溫度傳感器和加熱器均設置在工作液內和陰極內。

所述的槽體由透明且耐酸堿腐蝕的材料制成。

本實用新型所述的用于觀測電沉積微空間內真空沸騰現象的裝置合理地構建了合適的電沉積微空間，完全達到了工藝實施要求，同時成本低，使觀測者可以方便地觀測電沉積微空間內真空沸騰現象，操作簡便。

附圖說明

圖1為本實用新型的結構示意圖；

圖2為陰極與微沉積空間單元的結構示意圖。

具體實施方式

如圖1所示，本實用新型一種用于觀測電沉積微空間內真空沸騰現象的裝置，包括密閉絕緣的透明槽體1，槽體1內裝設有含有示蹤粒子21的導電工作液16，導電工作液16內設置有陽極7與陰極11，陰極11設置在導電工作液16底部，陽極7設置在導電工作液16內陰極11的正上方，陽極7和陰極11分別與電沉積電源10的正極和負極連接；陰極11的上部設置有微沉積空間單元，用來采集微沉積空間單元的采集鏡頭8設置在正對微沉積空間單元區域的槽體外部，采集鏡頭8的輸出端與信息處理單元9連接。