高性能定形复合相变储能材料的制备及热性能

对现有定形复合相变材料的制备方法进行改进,采用'熔融吸附-模压成型'的方法,以硬脂酸(stearic acid,SA)为相变材料,膨胀石墨(expanded graphite,EG)为多孔基体,制备了16种不同参数的样品,并对其进行了微观形貌表征、热物性测试、热稳定性研究及热性能分析。相关研究表明:SEM微观形貌显示样品内部出现致密的石墨片层结构,SA均匀分布在石墨片层中,且压块密度越大,片层结构形态越规则;DSC测试结果显示样品几乎没有过冷度,EG的加入与压块处理对SA本身的相变潜热和相变温度几乎没有影响;Hot Disk测试结果显示EG的加入显著提高了样品的轴向和径向热导率,随着EG含量的增加,径向热导率高达23.77 W·m-1·K-1,发现两个方向上热导率的差异随压块密度的增加而增大,最大相差5.4倍;储/放热循环实验发现压块密度越大、EG含量越低的样品,SA越容易发生泄漏;通过成型密度及质量配比的优化可实现对复合材料的热稳定性调控,发现EG质量分数为25%、密度为950 kg·m-3的样品具有较好的综合性能。与传统定形复合相变材料的成型方法相比,该方法可进一步提高复合相变材料的综合热性能,与纯相变材料相比其热导率可提高130倍以上,且具有简单易操作的特点。

高导热膨胀石墨/硬脂酸定形相变储能复合材料的制备及储/放热特性

采用"熔融吸附-模压成型"的方法制备了膨胀石墨(EG)为多孔基体、硬脂酸(SA)为相变材料的EG/SA定形相变储能复合材料,通过微观形貌、热物性和热稳定性测试,分析了膨胀石墨的膨胀度对EG/SA定形相变储能复合材料的热性能影响规律,并通过加热/冷却实验对不同参数的定形相变储能复合材料的储/放热性能进行了分析比较.研究表明采用高膨胀度EG更有利于提高SA在EG多孔基体中的分布均匀性和储能复合材料的热导率,当EG质量分数为20%时其径向导热系数最高达19.6 W m^(-1)K^(-1),相比纯SA提高了110倍;EG的高膨胀度对SA相变过程中的液相封装具有明显的改善作用,高膨胀度EG为基体的定形相变储能复合材料具有很好的热稳定性;EG/SA定形相变储能复合材料的储/放热时间约为纯相变材料的1/8~1/4,具有高导热、无泄漏等优点.

电子器件动态热管理软硬件实施方法

电子器件的热问题已经成为制约其高集成度下性能持续发展的瓶颈.软硬件结合实现高效且可靠的动态热管理是突破热限制的关键路径,然而其中涉及的软件算法设计和散热硬件优化仍然面临诸多挑战.本文针对电子器件动态热管理中温度感知困难、散热负荷波动、冷却能耗高等难点,设计了基于矩阵分解的热传感器布置优化及在线温度场重构算法,提出了利用大尺寸石墨纳米片的高热导率(~35 W(m K)-1)复合相变材料构建方法,验证了基于固体吸附剂解吸热利用的高焓值(等效1950 J/g)相变散热策略,研究了基于吸附式制冷的数据中心余热回收节能冷却系统.这些方法聚焦电子器件热管理的发展趋势和关键需求,从算法到硬件,从单个器件到系统集群的各个角度,提出软硬兼施的解决实施方案,从而为未来电子器件热管理提供新的思路.