随着MEMS技术的快速发展,基于MEMS技术的微型加热器的应用日趋广泛,因此对微加热器的研究显得越来越重要。本文设计了一款基于MEMS技术的Pt薄膜微加热器,并对微加热器的温度场和热性能进行了有限元模拟分析,然后根据仿真结果完成了微加热器的工艺设计和加工制备。最后,搭建实验台进行脉冲加热实验,用CCD摄像头和MATLAB程序定量研究了微加热器在乙醇、除气水和碳纳米管纳米流体三种工质中微气泡的动力学过程。具体内容如下:首先,专门设计了一种在微米尺度范围内能够高效聚能,并能在实验过程中产生单一稳定微气泡的哑铃型结构的Pt薄膜微加热器。同时,利用ANSYS仿真模拟软件对条形和哑铃型两种微加热器的温度场进行仿真模拟。通过对比分析得到哑铃型结构的微加热器具有以下优点:在同一模拟条件下,其热响应时间短至15 ms,相比于条形微加热器减少了39.6%;模拟最高温度比条形微加热器高了3.2%,并且能有效的把高温聚集在哑铃结构的狭窄区域。模拟还发现,微加热器的热量传递方向主要是上下传递,且超过90%的热量都经由下部衬底域而散失。其次,对Pt薄膜微加热器进行了工艺选择设计,包括:湿法化学法清洗硅片、低压化学气相法沉积二氧化硅、正性光刻胶光刻、粒子溅射法溅射Pt薄膜并剥离等。并加工出多组哑铃型结构的微加热器阵列,用以实验。最后,以加工制作的Pt薄膜微加热器为研究对象,通过改变工质种类和脉冲宽度研究了微加热器的沸腾特性和气泡动力学行为。结果表明:在同种工质中,随着脉宽的增加生成气泡的直径变化过程可分为三个阶段:加速增长期、平稳成长期和缓慢变化期。且随着脉宽的增加起始沸腾所需的输入功率减小,同一加热时长生成气泡的整体直径也相对较小;在同一脉宽下,在碳纳米管纳米流体工质中发生起始沸腾所需的输入功率最大,生成气泡的整体直径也最大,并针对实验结果,采用表面张力的相关理论进行了初步分析。