张旭东 杨昌鹏 于新刚 王正义 刘 静

（1 中国科学院理化技术研究所，中国科学院低温工程学重点实验室，低温生物医学工程学北京市重点实验室，北京 100190）

（2 中国科学院大学，未来技术学院，北京 100049）

（3 北京空间飞行器总体设计部，空间热控技术北京市重点实验室，北京 100094）

（4 北京空间飞行器总体设计部，北京 100094）

文 摘 为探究液态金属相变材料的适用范围，本文使用数值模拟手段，比较分析了以镓为代表的低熔点金属与以正十八烷为代表的石蜡类相变材料之间的传热性能。结果表明，镓更适用于应对瞬时高热流冲击，即高热流、短时间工作的电子设备散热；而正十八烷适用于低热流、较长时间工作的电子设备控温。此外，单位体积相变材料，镓模块的热控时间长于正十八烷模块；单位质量相变材料，镓模块在短时间内占优，长时间内正十八烷模块占优。针对潜在应用场景进行分析，表明了液态金属相变材料可用于航天天线TR组件和激光器芯片控温。

0 引言

航天器在轨运行时，因轨道外热流变化很大，致使仪器设备的热负荷发生波动较大。特别是对于某些小热容设备，其工作温度范围越来越窄，且对温度波动性要求很高［1］，这给航天器热控设计带来了很多技术难题。相变材料在融化过程中具有近似等温、可吸收大量热量的优点，特别适用于周期性工作的仪器设备［2］。因此，将固液相变技术应用于空间热管理，既可以解决间歇性的热冲击问题，降低热应力，也可以用来应对瞬时热冲击或风扇短时失效情形，提高设备的使用寿命。……