传统的板式或壳管式热交换器长期用于加工工业。然而，如今，随着许多新应用涉及高压、高温和暴露在腐蚀性环境中，越来越多的制造商转向紧凑型印刷电路热交换器（PCHEs）。
PCHE是一种多层热交换器，由薄而平的金属板组成，每层中的流体流动微通道被化学蚀刻成复杂的流型。然后，这些层通过扩散结合在一起，形成一个致密的热交换器，具有出色的气流和传热性能。
当以这种方式设计时，热交换器可以比传统的板式或壳管式设计小85%且更轻。此外，PCHEs不需要过多的管道、框架或其他相关结构元件，从而进一步降低了成本。
德国韦腾堡PVA工业真空系统有限公司董事总经理Udo Broich博士表示:“高质量的扩散焊接PCHE可以承受数百巴的高压和800°C以上的极端温度。“因此，PCHEs非常适合各种要求苛刻的应用，包括石油和天然气、氢能汽车加油站和航空航天。”
Broich博士的博士论文是关于连接技术的，25年来一直专注于真空钎焊和扩散焊接。PVA TePla AG是工业炉和脉冲等离子渗氮系统的全球制造商。
扩散焊接与铜焊
多年来，扩散焊接一直被用于连接高强度和难熔金属，这些金属用其他方法很难或不可能连接。该过程包括在高真空热压机中对粘合部分施加高温和压力，如PVA TePla提供的热压机；这使得固体金属表面上的原子分散并结合在一起。如果材料相似，最终产品将几乎没有或没有界面线或条纹；一种材料的界面与另一种材料相融合，反之亦然。通过正确的设备、材料制备和工艺，使用不同的材料也可以获得相同的结果。
该工艺的关键是使用扩散焊接来连接各层，而不是真空钎焊等其他方法。虽然铜焊在正常条件下广泛用于连接金属，但它在高温、高压或腐蚀情况下可能不够。铜焊是一种连接工艺，在该工艺中，两个或多个金属部件通过熔化填充金属并使其流入接头而连接在一起。填充金属通过毛细作用流入层间间隙。
通过适当选择填充材料和工艺参数，铜焊还可以产生高强度和耐热的接头。然而，根据Broich博士的说法，由于填充金属的化学成分总是与粘合部件的材料不同，钎焊部件的性能通常无法达到实心部件的性能。
“在钎焊PCHE的情况下，工程师必须考虑另一个问题:在钎焊过程中，熔化的填充金属会渗入微通道并凝固，从而堵塞气流所需的通道。这可能会使PCHE相当无效，”他说。“由于扩散连接不需要填充金属，是一种固态连接工艺，微通道保持完整。”
“当PCHE的各层扩散结合时，最终产品保留了母体材料的机械、化学和热特性，”布罗奇博士说。“由于材料的高强度和完整性，PCHEs可以承受非常恶劣的工作条件。“
扩散粘结PCHEs的一个显著优点是它显著减小了热交换器的尺寸。
“PCHEs的质量和体积比传统热交换器小约85%，而微通道为热交换提供了大表面积，”Broich博士说。“使用标准（板式或管壳式）热交换器设计实现相同的传热率需要更大的质量和体积。”