相变薄膜热物性对电子设备热控的影响

毛丽凯，程文龙，年永乐

(中国科学技术大学热科学和能源工程系， 安徽 合肥 230000)

引 言

热控系统是电子器件中不可或缺的部分，它的主要任务是保证相关电子器件在安全的温度范围内工作。热控系统的作用主要包括两个方面：1)保证电子器件正常运作所需的温度范围，如低温、恒温等要求；2)保证设备内部温度场均匀且稳定[1-2]。

相变温控是一种利用相变材料在相变过程中吸收或释放大量热量的同时温度基本保持不变的特性来控制设备温度的技术[3-6]。相变温控技术通常是将相变材料固定在控制设备与外环境之间，设备工作时，当发热面与相变设备接触面的温度达到相变材料的相变温度时，相变材料发生相变，利用其相变潜热吸收和储存设备热源产生的热量，并将发热部件的温度控制在相变材料的相变点附近，从而实现对电子器件温度的控制。相变温控技术属于能量储存型被动温控，其热控能力主要取决于相变材料自身的热物理性质，受外界温度的影响较小，同时相变材料的加工工艺相对简单，材料的形状和大小在一定范围内可以控制。因此，相变温控非常适用于空间较为紧凑、高热流密度以及对周围环境较难散热的温度控制场合。同时，相变温控具有相变过程中温度几乎保持不变、单位体积储热量大、可靠性高、能耗低[7-8]、可在高温高湿度等恶劣条件下使用的优点。

文献[9]通过实验模拟相变材料的控温效果，实验结果表明，相变材料可以有效减缓设备芯片温度上升的速率，延长设备达到最高允许工作温度的时间，从而实现对电子设备内部芯片安全运行的保护；……