APG导热性分析及在雷达中的应用研究

陈怡心 苏力争 王克军 刘继鹏 祝起凡

(西安电子工程研究所 西安 710100)

0 引言

随着有源相控阵雷达“高度集成化”和“模块化”新设计理念的应用以及数字发射/接收组件的进一步发展，尤其是近几年大功率微波器件的研制成功对微波组件壳体的小尺寸和散热能力要求越趋苛刻，热问题逐渐成为高功率组件首先要解决的关键技术之一，直接影响到微波功率组件的可靠性和寿命[1]，采用高效热扩展技术是解决雷达散热问题的关键技术途径[2-3]，而现有热扩展技术材料在传热性能以及重量方面有一定局限性，迫切需要开展新型高效热扩展材料研究。

1 常用导热材料性能分析

功率器件在工作时有相当一部分电能转化为热能使自身的温度升高，为保障器件安全可靠运行，通常为器件采用强制风冷、水冷、热管等散热措施。这些散热措施有效缓解功率器件过热问题的同时，无疑也加大了设备的体积、质量、制造难度和成本[4]。而采用复合高导热材料来散热，可有效解决这些问题。高导热材料是热导率在 200 W/(m·K)以上的材料，目前，常用典型的导热材料有铜、铝和石墨等[5]，其主要性能及指标如表1所示。

表1 常用导热材料性能及指标

退火态热解石墨(Annealed Pyrolytic Graphite，简称：APG)是热解石墨(Pyrolytic Graphite，简称：PG)在一定的预应力下经高温热处理得到的一种微观结构接近石墨晶体的各向异性超高导热材料，石墨片层方向(a向)的热导率达到1500W/(m·K)以上，约是铜合金的四倍、铝合金的六倍；垂直方向(c向)的热导率约为10～20W/(m·K)。……