1.多级阶梯状孔结构水传输板,其特征在于:包括带有流场的石墨板,于石墨板流场的流道内设有垂直于石墨板表面的通孔,通孔为一级条状孔或二级以上的阶梯状孔,所述二级以上的阶梯状孔是指通孔由2个及以上不同直径的条状孔依次串联而成,这些串联的孔为从碳板流道侧到另一侧孔径从大到小或从小到大的条状孔。
2.根据权利要求1所述水传输板,其特征在于:带有流场的石墨板厚度为0.5-9mm,流场流道槽深为0.1-4mm,流场流道槽宽为0.1-3mm。
3.根据权利要求1所述水传输板,其特征在于:带有流场的石墨板中条状孔的孔径分布在0.05-20μm内,孔的深度分布在0.01-5mm内,条状孔占石墨板的孔隙率为10-50%,以流场于石墨板表面投影为基准,流场的流道内通孔密度为10-1000个cm-2。
4.根据权利要求1所述的水传输板,其特征在于:带有流场的石墨板平面电阻率为1-5mΩcm,弯曲强度为10-50MPa,透水压为0-0.03MPa,泡点为0.05-0.2MPa,接触角为5°-85°,以石墨板所有的孔为基准,亲水孔占的比例为50%-100%。
5.一种权利要求1、2、3或4所述水传输板的制备方法,其特征在于,它包括以下步骤:
(1)刻有流场结构的密实石墨板作为原始碳板,将原始碳板置于激光束下,采用多脉冲激光打孔方式进行打孔处理即得多孔碳板,可以通过调整激光束单个脉冲能量控制打孔孔径,调节脉冲宽度、脉冲重复频率控制打孔深度,调节打孔密度控制板的孔隙率;
(2)将经过激光打孔处理的多孔碳板置于钛酸丁酯溶液中,其中溶剂为水和乙醇,然后对碳板进行抽真空处理10-60min,取出后烘干,最后置于马弗炉中400-500℃高温焙烧处理2-5h。
6.根据权利要求5所述水传输板的制备方法,其特征在于:所述的激光束的单个脉冲能量为0.01-1J,脉冲宽度为0.001-10μs;脉冲重复频率为2-50kHz;以流场于石墨板表面投影为基准,打孔密度为10-1000个cm-2。
7.根据权利要求5所述水传输板的制备方法,其特征在于:所述的钛酸丁酯溶液浓度为0.01-1mol L-1,溶剂水和乙醇的体积比为0.1-2。
8.根据权利要求5所述水传输板的制备方法,其特征在于:打孔孔径为0.05-20μm,打孔深度为0.01-5mm,孔隙率为10-50%,所打孔为孔径梯度分布的一级或多级阶梯状孔。
9.根据权利要求5所述水传输板的制备方法,其特征在于:所述的孔径梯度分布的多级阶梯状孔为从碳板一侧表面到另一侧表面孔径从大到小或从小到大的梯度孔,阶梯数量n个(n≥2正整数);当其中阶梯数量为 1时为单一孔径的直通孔结构,即为一级通孔。