贾艾兰，邢玉明（北京航空航天大学航空科学与工程学院，北京100191）

泡沫石墨基复合相变材料储热过程的数值研究

贾艾兰*，邢玉明
（北京航空航天大学航空科学与工程学院，北京100191）

采用数值仿真的方法，对填充单一相变材料（石蜡、Cerrolow-136合金（49%Bi-21%In-18%Pb-12%Sn））和泡沫石墨基复合相变材料的相变温控装置PTCC（Phase change thermal control component）的储热性能进行研究，对比分析两类温控装置对电子发热元件表面温度的控制效果。结果表明：在芯片功率为25W、工作时长30min条件下，含泡沫石墨基复合相变材料的PTCC对芯片表面的温度控制比含有单一相变材料的控制温度更低，并且对于芯片到达温度上限（75℃）的控制时间也有所延长。泡沫石墨材料的应用提高了相变材料的储热性能，同时也满足了电子设备的温控要求。

电子器件；泡沫石墨；数值仿真；相变温控技术

随着航空航天电子设备、高能激光武器等电子散热部件趋向高集成化、小型化和高频化，热环境条件变得更加恶劣和复杂，这势必会对电子元器件性能提出更高的要求。有研究者曾提出，未来高热流密度器件平均散热需求将达120W/cm2。对于现阶段和未来的高热流密度器件，传统的散热技术很难满足其热控需求。因此寻找新型强化散热技术以满足电子设备散热的要求至关重要［1～3］。相变温控技术是一种被动式散热技术。它利用相变材料PCM（Phase Change Material）发生相变时吸收或释放能量，从而实现对电子器件的温度控制［4-5］。选择一种合适的相变材料对于相变温控技术有重要影响，它将影响到相变温控效果甚至温控的成败。……