绕月SAR天线热控设计

合成孔径雷达(SAR)天线是遥感卫星的重要载荷之一,面对月球轨道舱外天线复杂的外热流环境,结合轨道特点,对天线开展了详细的外热流分析,解析了月球环境的热设计难点,进行了针对性的热控设计,解决了极地轨道下天线在一个很大的外热流和极小的外热流间不断循环的问题。采用TMG软件对天线进行了热仿真分析,并利用热模拟件进行了热平衡试验。分析和试验结果表明,天线各单机温度满足指标要求。本文适用于平板SAR天线,对有源SAR天线的热控设计具有一定的借鉴意义。

环路热管复合毛细芯的孔结构优化与性能研究

采用不同粒度的造孔剂制备了孔隙特性优化布置的环路热管双层复合结构毛细芯。研究了复合结构毛细芯的导热系数及其整体毛细抽吸性能。实验结果表明:孔隙率相同的情况下,毛细芯的导热系数随着平均孔径的降低及孔径分布的集中而降低。通过控制复合结构毛细芯内外层的孔隙特性可调节毛细芯的整体导热系数分布。双层复合结构毛细芯的整体毛细抽吸性能介于相应单层毛细芯的抽吸性能之间,其整体毛细抽吸性能主要取决于内层的孔隙特性。考虑到复合毛细芯的导热系数布置、整体毛细抽吸性能和气体渗透率等因素,采用内层小孔径而外层孔径较大的复合毛细芯结构可实现环路热管毛细芯整体性能的优化。

3D打印点阵相变冷板综合性能研究

3D打印技术为冷板的设计和生产提供了新的可能性。文中基于激光选区熔化(Selective Laser Melting,SLM)技术设计了一种点阵填充内部腔体的相变冷板。为验证点阵相变冷板的储热性能和力学性能,首先通过数值仿真,研究了4种不同尺度、不同形式的点阵结构对储热性能的影响规律,并选出了最佳的点阵结构;然后采用SLM技术成形了试验件;最后通过升温试验,对比了不同热耗下点阵冷板与传统冷板的储热性能差异,通过随机振动试验和冲击试验,研究了点阵冷板的力学性能。结果表明:在不同形式的点阵结构中,4 mm十二边形点阵具有最好的储热性能;相比于传统冷板,点阵冷板可减重13.8%,灌注石蜡增加了12.2%;点阵冷板有更好的储热性能,总热耗为160 W时,升温至105.3℃,点阵冷板可延后6.8%。

烧结镍毛细芯的孔参数控制及其对抽吸性能的影响

采用溶盐造孔法成功制备了孔隙率及孔径分布可控的高强度烧结镍毛细芯,分析了不同质量及粒度的溶盐对毛细性能的影响。实验结果表明:随溶盐添加量的增加,烧结镍芯孔隙率趋于线性增长,当添加量为40%(质量)时,烧结镍芯孔隙率高达73%,且有足够的强度。改变溶盐的粒度影响毛细芯孔径的分布,但对整体孔隙率影响不大。所制备试样的毛细抽吸特性研究表明,毛细芯的毛细抽吸性能不仅仅受孔隙率的影响,同样受孔径分布状态的影响,孔隙率相当的情况下,孔径较小且分布集中的毛细芯表现出更优异的毛细抽吸性能。

环路热管镍钛双孔隙毛细芯的性能优化

采用粉末冶金与造孔技术相结合的方法成功制备出具有双孔径分布的高孔隙率镍钛毛细芯。研究NaCl添加量及钛含量对毛细芯微观结构及毛细抽吸性能的影响。分析多孔芯中的热传递机制并提出了一种在不产生负面影响的前提下降低金属毛细芯导热系数的新方法。结果表明,增加NaCl添加量可提高镍钛芯的抽吸性能,而钛含量的增加对其影响较小。当NaCl添加量相同时,镍钛芯中的固溶度随着钛含量的增加而增大,进而导致镍钛毛细芯的导热系数明显低于纯镍芯且随着钛含量的增加而大幅下降。镍钛芯不仅具备普通镍芯良好的多孔形成能力和制备工艺简易等优点,同时具备良好的导热系数可调节性,进而为复合结构毛细芯的研制提供了参考。

环路热管毛细结构的研究进展

环路热管是一种利用相变换热的高效传热装置,在电子元件高效散热等领域得到广泛应用。环路热管蒸发器中的多孔毛细结构是整个系统循环的重要动力来源及核心组成部分。文中综述了环路热管蒸发器多孔毛细结构近十年的研究进展,其中包括宏观结构(蒸汽槽道及毛细芯宏观尺寸)优化研究、微观结构优化研究以及新型材料研究,并重点讨论了双孔径毛细芯及复合结构毛细芯的研究进展。文中还对多孔毛细结构的毛细抽吸性能的表征方法进行了简要概述,为进一步优化毛细芯性能提供了理论指导。最后文章对各研究成果进行了总结并提出了未来高性能毛细芯研究的发展方向。

某新型ATCA插箱热学仿真分析及优化设计

采用ATCA技术标准的新一代电子设备集成密度和功率密度更高,由此带来的散热要求也相应增加。文中以某新型ATCA插箱(单板功率高达300 W)为例,利用FLOTHERM软件分别进行了模块级与插箱级热学仿真分析。文中研究了ATCA刀片式板卡的冷板结构参数对芯片散热性能的影响,在此基础上进一步研究了风道设计及风机选型对ATCA插箱散热性能的影响,并根据热学仿真分析结果为ATCA刀片式板卡及其插箱的结构设计提出了优化建议。文中所介绍的热学仿真分析思路及优化方法可为新型电子设备风冷插箱的散热设计提供参考。

Effect of TiO_2 content on properties of Al_2O_3 thermal barrier coatings by plasma spraying

Al2O3 thermal barrier coatings with different TiO2 contents were deposited on 6061 aluminum alloy by plasma spraying. The corrosion resistance, thermal insulation property and phase composition of these coatings were investigated. The results indicate that all the feedstock powders exhibit phase transformation during the spray process. With the increase of the TiO2 content in the powder, the corrosion resistance of the coating is enhanced but the thermal insulation property is decreased. This can be attributed to the higher thermal conductivity but lower melting point and brittleness of TiO2 than those of Al2O3, so it is easy for TiO2 to disperse in the brittle Al2O3 substrate during spraying, in which these dispersively distributed TiO2 play the role of hole sealing, releasing stress and reducing cracks.