论文摘要：相变温控材料的应用研究

相变温控因其装置体积小、重量轻、结构简单、性能可靠、经济性和不耗能等优点，在航空航天领域和便携式电子设备的温控方面都显示了一定的优势，在电子设备温控领域得到了广泛的应用。相变温控在间歇性工作的热电制冷器（TEC）的热端温控或冷端辅助温控，以及在工作环境比较苛刻的情况下的TEC的热端温度控制中，也都具有良好的应用前景。 本文以提高TEC的制冷性能及其可靠性为目的，针对相变温控用于TEC冷热端的温度控制进行初步探索。在对相变材料相变性能的实验研究基础上，根据TEC的实际温控需求，选择合适的相变材料，制成分别适用于TEC热端和冷端的相变温控装置。将这些相变温控装置分别应用于TEC的热端或冷端，通过自制的温度采集系统采集TEC冷、热端温度，对相变材料的温控效果进行分析和评价，并在此基础上考察了TEC的工作电流和不同相变材料等对温控效果的影响。研究结果表明：（1）将相变温控装置用于TEC热端，可以有效地控制TEC热端的温度的上升，并延长热端达到最高额定工作温度的时间，对TEC实现有效的过热保护。当I=1.5A时，采用相变温控后可以将TEC热端由室温升高到50C的时间延长2030s，冷端达到14C的时间延长1547s。（2）热端采用相变温控之后，热电制冷器的制冷性能也得到显著提高。在工作电流为1.5A时，热电制冷器工作1200秒以后，其制冷系数相对于未采用相变温控情况下提高达200%以上。（3）将相变温控结构用于热电制冷器的冷端，可以有效延缓断电后冷端温度的迅速上升，并能在较长时间内将冷端温度保持在一个相对较低的温度范围内，延长热电制冷器的制冷效果，提高其可靠性。以十四烷为相变材料时，可以使TEC在断电后其冷端温度维持在8C以下由无相变温控的40s延长到1425s。