文档介绍：石蜡/膨胀石墨复合相变储热基板实验研究
摘要
研究背景与意义
国内外研究现状
本文的研究内容
总结
致谢
复合材料制备及测试
相变储热基板储热实验
相变储热基板的储热优化
研究背景与意义
电子器件应用广泛
集成度越来越高,功率越来越大,散热热流原来越大
有效热管理越来越困难!
研究背景及意义
q
时间
工作时间
非工作时间
热流
q
时间
工作时间
非工作时间
热流
18时
2时
传统大功率LED路灯散热热流分布
散热量Q
散热量Q
改良后大功率LED路灯散热热流分布
工作状态
非工作状态
散热即时性,散热热流大
工作间歇性,工作热流大
散热翅片体积庞大,利用率不足
为什么不利用非工作时间补充散热?!
路灯工作时间分布
如何实现热量的重新分布呢?
研究背景及意义
利用相变材料潜热经行储热!
阶段一:吸热相变储热
阶段二:逆相变对
环境放热
相变材料
热源
基板腔体
相变储热基板工作原理图
热源工作时,基板对环境放热同时利用相变材料潜热大量储热
在热源非工作时间,将相变材料储存的潜热重新释放,二次放热
减小及时散热流,为器件减负!
怎么样的相变材料才能满足基板要求呢?
性质稳定,循环性好
相变温度适宜,过冷度低
高潜热,良好导热性
石蜡/膨胀石墨复合相变材料
价格低廉,市场获取容易
时间
研究人员
研究对象
研究结论
90年代
A. S. Mujumdar
M. Lacroix,T. J . Lu
率先提出利用相变潜热经行热管理
相变潜热在热管理方向很有潜力
2001年至今
Z. G. Zhang,A. Karaipekli et al
膨胀石墨、金属泡沫强化PCM导热
膨胀石墨等可有效增强相变材料导热
2004年至今
I. Dincer,A. S. Mujumdar et al
板式翅片,针状翅片强化PCM相变储热
翅片的加入可以有效强化基板中材料相变
2005年至今
. Tan,Narkis M et al
相变储热在便携式电子产品应用
手持式间歇性器件适合PCM热管理
2010年至今
Y. , H. P. Cho et al
基于热管的PCM 基板电子器件散热
加入PCM可节省风扇功耗,热管效率提高
至今
R. Baby, C. Balaj
不同翅片强化PCM的电子器件散热对比
相同体积针状翅片强化效果更好
国内外研究现状
复合材料制备及测试
可膨胀石墨
58号切片石蜡
复合储热材料
膨胀倍率200ml/g
粒度50目
%
膨胀温度高于900℃
相变温度约为58℃
相变潜热约为
180 J/g
制备不同质量比的
石蜡/膨胀石墨复合材料
储热量大
导热性能好
真空干燥箱中70℃干燥
每次2-3g于900℃马弗炉中受热膨胀
石蜡切成块
放入80℃烤箱中融化
配置组分
80℃充分吸附