相变热沉结构瞬态仿真计算

汤明春， 谭公礼， 刘则良， 戴志强

(中国船舶重工集团公司第七二三研究所， 扬州 225101)

航天、弹载电子设备对体积、重量要求极为严苛，空间狭小且密闭，随着大规模集成电路和功率电子的日益普遍应用，弹载电子设备的散热难题日益突出，无法采用常规的供风供液冷却，仅仅依靠自身的金属结构件进行散热，即利用金属结构件的热容，被动地蓄纳电子模块工作时耗散的热量，有限的结构材料热沉容量往往难以有效吸纳电子设备的热耗。为解决小体积、低重量弹载电子设备的散热问题，采用高潜热相变材料散热结构一体化设计。

相变材料是指在特定温度下，从一种聚集态转变到另一种聚集态的物质，相变材料在物质状态变化的过程中温度保持不变，能吸收巨大的热量，即高潜热值。利用相变材料的高潜热特性，将相变材料应用于短时间工作的弹载电子器件散热，吸收电子器件工作时的热量。

近年来，相变材料已逐步应用在电子设备散热领域，邢丽婧[1]对铝基合金相变储热材料热物性及储热特性研究；王关皓等[2]对基于分形的多孔介质复合相变材料的储热特性进行了研究；陈建辉等[3]对弹载功放相变储热热沉进行了数值分析与实验研究。

此外，由于相变材料的导热系数较低，需进行相变材料结构一体化研究，增强设备整体导热能力。根据电子器件的工作温度选择相变材料的相变温度，选择潜热值、导热系数大，密度相对较大的相变材料。……