隨著電子設(shè)備日趨小型化和高集成化,電子元器件功率不斷變大,而體積卻不斷變小,熱流密度不斷增加,導(dǎo)致電子設(shè)備工作時(shí)溫度過高,這就要求對(duì)其進(jìn)行有效的溫度控制。所謂相變溫控就是利用相變材料的相變過程儲(chǔ)存或釋放熱量,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)電子設(shè)備溫度的控制,其裝置不僅體積小、結(jié)構(gòu)簡單,還具有經(jīng)濟(jì)節(jié)能、性能可靠等優(yōu)點(diǎn),近年來被廣泛應(yīng)用到航天器和各種便攜式電子設(shè)備的溫度控制上。在相變溫控技術(shù)中,相變材料的熱物理性質(zhì)是關(guān)注重點(diǎn),它影響到相變材料的選擇和應(yīng)用范圍。分子拓?fù)渲笖?shù)是定義在化合物分子結(jié)構(gòu)圖上的一種拓?fù)洳蛔兞?它可以反映化合物材料的物理化學(xué)性質(zhì)。本文從利用分子拓?fù)渲笖?shù)預(yù)測相變材料熱物理性質(zhì)的角度出發(fā),對(duì)兩類分子拓?fù)渲笖?shù)(augmented Zagreb指數(shù)、harmonic指數(shù))和石蠟類相變材料進(jìn)行了研究。主要工作如下:(1)研究了樹、單圈圖和二樹圖的分子結(jié)構(gòu)模型,解決了具有完美匹配的樹和單圈圖模型的augmented Zagreb指數(shù)的極小值和極圖問題,解決了二樹圖模型的極小和第二小harmonic指數(shù)以及相應(yīng)極圖問題,得到了圖的harmonic指數(shù)與色數(shù)之間的關(guān)系,證明了關(guān)于harmonic指數(shù)的一個(gè)猜想,為構(gòu)造預(yù)測石蠟相變溫度和相變潛熱的數(shù)學(xué)模型提供理論基礎(chǔ)和計(jì)算方法。(2)研究了線圖、全圖和細(xì)分圖模型的augmented Zagreb指數(shù),解決了線圖、全圖和細(xì)分圖模型的augmented Zagreb指數(shù)的極值和極圖問題,為電子設(shè)備溫控技術(shù)中合成相變材料的設(shè)計(jì)提供理論指導(dǎo)。(3)計(jì)算了石蠟類相變材料的augmented Zagreb指數(shù)、harmonic指數(shù)和Balaban中心指數(shù)。利用一元、多元線性回歸法和多項(xiàng)式回歸法建立了多個(gè)QSPR模型,分別對(duì)石蠟的相變溫度和相變潛熱進(jìn)行了預(yù)測,并通過模型分析(相關(guān)系數(shù)、顯著性概率值等指標(biāo)的取值)、殘差分析等方法對(duì)模型進(jìn)行了檢驗(yàn)。結(jié)果表明,本文所建立的QSPR模型合理、有意義、計(jì)算結(jié)果可靠,可以為電子設(shè)備高溫相變材料的選擇提供新的研究思路。
【學(xué)位單位】：中北大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TN60;TB34
【部分圖文】：

如果長時(shí)間在這種溫度環(huán)境下工作極易引起電子設(shè)備失效。美國空軍的一份調(diào)查報(bào)告指出由溫度引起的電子設(shè)備失效率高達(dá)55%[2]，占所有失效因素的一半以上（如圖1.1所示）。由此可見，運(yùn)用有效的溫控技術(shù)保證航天器電子設(shè)備正常工作，對(duì)航空航天領(lǐng)域的發(fā)展具有重要的意義。圖 1.1 電子設(shè)備失效形式及比例[2]相變材料(PMC)是指在某一特定的溫度下，從一種聚集態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N聚集態(tài)的物質(zhì)，同時(shí)伴隨著大量儲(chǔ)熱或放熱現(xiàn)象。相變溫控就是利用相變材料的相變過程儲(chǔ)存

測器電池溫度的允許范圍-10℃～25℃，為此美國航空航天局分別將十二烷和十六烷封裝在熱存儲(chǔ)膠囊中，用來調(diào)節(jié)火星探測器的電池溫度[7]。另外，在火星表面探測器上還使用了石蠟相變材料控制驅(qū)動(dòng)熱開關(guān)，如圖1.2所示，用于不同溫度環(huán)境下火星探測器的絕熱和保溫。

不錯(cuò)的研究成果�！版隙鹨惶�(hào)”衛(wèi)星光學(xué)成像探測系統(tǒng)焦面組件使用了含相變材料（正二十烷）的熱管（如圖1.3所示），利用正二十烷的相變潛熱抑制電荷耦合器件工作時(shí)的升溫。實(shí)際應(yīng)用結(jié)果表明：該結(jié)構(gòu)不僅有效降低了電荷耦合器件工作時(shí)的溫度，還很好地解決了衛(wèi)星在繞月飛行時(shí)外熱流環(huán)境變化引起的電子元器件溫度波動(dòng)過大的問題[9]。圖 1.3 含相變材料（正二十烷）的熱管截面圖[9]Vrable D. L.等利用相變材料熔化和凝固過程中等溫或近似等溫的特點(diǎn)，將相變材料應(yīng)用在了太空雷達(dá)天線上，使得太空雷達(dá)天線在運(yùn)行過程中不需要消耗其他能源就能保持溫度的恒定[10]。吳萬范等將多種相變材料（石蠟、高密度聚乙烯和膨脹石墨）應(yīng)用到了太空船電子設(shè)備的溫控設(shè)計(jì)上，以幫助抑制短時(shí)高熱流密度等極端溫度環(huán)境對(duì)電子設(shè)備造成的破壞[11]。Leimkuehler T. O.等針對(duì)低月軌道航天器的發(fā)熱情況，設(shè)計(jì)了以純水為相變材料
【參考文獻(xiàn)】

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2 陳錦麗;;具有k個(gè)懸掛點(diǎn)的仙人掌圖的調(diào)和指標(biāo)[J];閩南師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2014年02期

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本文編號(hào)：2883824