【摘要】：近年來,大規(guī)模集成電路技術(shù)取得飛速進展,軍用電子產(chǎn)品的功能和性能在日益提升。在彈載雷達制導(dǎo)領(lǐng)域中,相控陣?yán)走_逐步取代機械掃描雷達,不僅提升了導(dǎo)彈的戰(zhàn)斗性能,也帶來了制導(dǎo)系統(tǒng)控制電路的熱耗激增,進而觸發(fā)了電子產(chǎn)品溫度控制領(lǐng)域的變革與創(chuàng)新。由于工作方式的限制,彈載平臺既不能為其艙內(nèi)設(shè)備提供足夠的散熱空間、環(huán)境冷卻供風(fēng)或液冷散熱等途徑,又有嚴(yán)格的體積限制和重量指標(biāo),散熱環(huán)境的缺失致使彈載電子設(shè)備對散熱和熱防護的需求日益凸顯。另一方面,飛行速度的提升加劇了氣動加熱的過程,彈體與大氣摩擦而產(chǎn)生的熱量傳導(dǎo)至彈體內(nèi)部,使艙內(nèi)電子設(shè)備的環(huán)境溫度驟升,對電子元器件的正常工作造成威脅。制導(dǎo)類電子產(chǎn)品通常位于彈體前端,該部位受氣動加熱效應(yīng)的影響最大。巨大的熱耗與超高的環(huán)境溫度以及散熱環(huán)境的缺失使制導(dǎo)類電子產(chǎn)品在溫度控制領(lǐng)域面臨前所未有的挑戰(zhàn)。為了滿足某彈載制導(dǎo)電子產(chǎn)品的信號處理模塊對溫度控制需求,研究了利用相變過程進行溫控的作用機理,開發(fā)一種新型的相變材料儲熱裝置。通過對國內(nèi)外相變材料的發(fā)展和應(yīng)用情況的研究,論證相變材料儲熱裝置的可行性。選取一種相變材料,其既能滿足平臺對產(chǎn)品穩(wěn)定性、安全性、環(huán)境適應(yīng)性等要求,又可滿足制造性,成本、重量需求,還能實現(xiàn)對模塊的溫度敏感器件進行有效溫控。研究相變儲熱裝置的導(dǎo)熱增強方式,選取泡沫紫銅作為導(dǎo)熱增強材料與相變材料復(fù)合。根據(jù)產(chǎn)品的設(shè)計要求,確定相變材料的體積以及金屬殼體的材料及結(jié)構(gòu)。研究相變儲熱裝置的實現(xiàn)過程和制作工藝,提出制造工藝性的優(yōu)化方案。選用傳統(tǒng)的金屬儲熱裝置材料H62黃銅、5A06鋁合金與新型相變儲熱裝置進行性能對比。通過仿真對金屬儲熱裝置的性能進行初步驗證,通過理論計算,核算相變儲熱裝置的儲熱能力。設(shè)計并制作模擬熱源用于三種儲熱裝置的性能試驗,根據(jù)設(shè)計需求擬定測試點。通過溫度試驗,對三種儲熱裝置的導(dǎo)熱能力、儲熱能力等各項性能指標(biāo)進行實物驗證和對比分析,得出三種儲熱裝置在測試區(qū)間的溫度曲線,分析得出新型儲熱裝置應(yīng)用特點。研究結(jié)果表明,相變材料儲熱裝置可以滿足設(shè)計需求,并在儲熱能力和重量上有明顯優(yōu)勢,并且導(dǎo)熱性能可在改進制作工藝后得到進一步提升,此類相變儲熱裝置具有廣泛的應(yīng)用空間和推廣價值。
【圖文】：

改變材料液相時的宏觀流動性。相變 1 -1，此種纖維可制成有保溫功能的服飾，板材能用于建筑物的節(jié)能溫控領(lǐng)域[21]。在電溫材料或隔熱材料也多有應(yīng)用。圖 1-3 所示圖 1 -1 相變材料微膠囊制成的織物纖維

圖 1-3 相變材料的應(yīng)用領(lǐng)域目前國內(nèi)對相變材料的應(yīng)用，多數(shù)還處于對材料本身的研發(fā)。主要應(yīng)用于、儲能行業(yè)。電子行業(yè)中由于民用產(chǎn)品使用環(huán)境條件較為優(yōu)越，因此并未發(fā)用于民用電子。但是對于軍用電子產(chǎn)品來說，由于其裝載平臺的特殊性以及的使用溫度環(huán)境，使得相變材料應(yīng)用在軍用電子產(chǎn)品中的需求越來越明顯和。張芳[4]等人利用石蠟的相變儲熱特性，制成了一種相變儲熱裝置，用以實電子器件的過熱保護，并通過模擬實驗測試了這種相變溫控裝置的溫控效過對比不同用量的相變材料與不同熱流密度的情況下對控溫性能的影響，得下結(jié)論：在熱流密度不大于 3000W/m2 的情況下，，使用相變材料占體積比%的相變溫控裝置，可持續(xù)至少十五分鐘內(nèi)保證溫度升高不到 40℃，試驗變材料儲熱裝置其溫控性能顯著。其實驗以鋁蜂窩為導(dǎo)熱增強材料，以鋁合相變溫控裝置的封裝，以 56#石蠟為相變材料制成溫控裝置。實驗數(shù)據(jù)證實變儲熱裝置具有明顯的溫控作用。
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TB34;TJ760.3

【參考文獻】

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本文編號：2600230