Temperature-leveling performance comparison of solid–solid phase change materials for thermal management of electronic chips in thin devices

材料科学 热导率 潜热 相变材料 热的 机械工程 核工程 复合材料 热力学 物理 工程类
作者
Masaaki Baba,Hiroaki Ishiharajima,Keigo Ishisaka,Noboru Yamada,M. Takeda
出处
期刊:Journal of Thermal Science and Technology [Japan Society Mechanical Engineers]
卷期号:19 (1): 24-00014
标识
DOI:10.1299/jtst.24-00014
摘要

Thermal management using solid–solid phase change materials (PCMs) is gaining attention as a viable technology for improving the reliability of smart devices, such as smartphones and tablets. This technology relies on the latent heat of PCMs to level temperature fluctuations in electronic chips, does not require additional power, and can be miniaturized. The temperature-leveling performance of thermal management devices based on solid–solid PCMs depends on the thermophysical properties and thickness of the PCM and the generated heat density of the heat source. However, these factors complicate the comparison of PCM performances. Therefore, clarifying the relationship between these factors and temperature-leveling performance of solid–solid PCMs and defining a performance factor are necessary for material development. In this study, we defined an evaluation index of PCMs suitable for thin smart devices. The temperature-leveling performances of VO2 and NiTi alloys, which are typical inorganic solid–solid PCMs, were compared to define the performance factor. Thermal simulations were performed to define and calculate the optimum PCM thickness that maximized the temperature-leveling performance and cost-effectiveness under various heat densities generated by a heat source. We defined the maximum effective energy capacity (Eeff) as the temperature-leveling performance factor, calculated using the optimal thickness and volumetric latent heat. PCMs with high Eeff are promising for thin smart devices. The simulation results indicated that Eeff of NiTi was 1.46–1.50 times higher than that of VO2 owing to the high thermal conductivity of NiTi. The simulation and experimental results were compared to validate the proposed thermal simulation model.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
心湘完成签到 ,获得积分10
刚刚
竹本完成签到 ,获得积分10
2秒前
魏小梅完成签到,获得积分10
4秒前
Samsara完成签到 ,获得积分10
6秒前
Yasong完成签到 ,获得积分10
7秒前
oxygen253完成签到,获得积分10
7秒前
高高饼干发布了新的文献求助10
10秒前
时2完成签到,获得积分10
10秒前
乐乐应助whuhustwit采纳,获得10
12秒前
1111111111111完成签到,获得积分10
13秒前
25秒前
清脆的谷波完成签到 ,获得积分10
25秒前
美丽的芙完成签到 ,获得积分10
28秒前
张路完成签到 ,获得积分10
28秒前
胖胖橘完成签到 ,获得积分10
30秒前
高妍纯完成签到 ,获得积分10
30秒前
骄傲慕尼黑完成签到,获得积分10
30秒前
whuhustwit发布了新的文献求助10
30秒前
Prof_W完成签到,获得积分10
31秒前
chen完成签到 ,获得积分10
31秒前
buerzi完成签到,获得积分10
32秒前
充电宝应助高高饼干采纳,获得30
33秒前
wzk完成签到,获得积分10
34秒前
qausyh完成签到,获得积分10
35秒前
LaixS完成签到,获得积分10
37秒前
海边的曼彻斯特完成签到 ,获得积分10
38秒前
要笑cc完成签到,获得积分0
39秒前
俊逸沛菡完成签到 ,获得积分10
40秒前
宣宣宣0733完成签到,获得积分0
41秒前
neu_zxy1991完成签到,获得积分10
41秒前
胡质斌完成签到,获得积分10
43秒前
tt完成签到,获得积分10
44秒前
xzy998应助科研通管家采纳,获得10
45秒前
科研通AI2S应助科研通管家采纳,获得10
45秒前
小白鼠完成签到 ,获得积分10
50秒前
稳重的秋天完成签到,获得积分10
50秒前
娟娟完成签到 ,获得积分10
53秒前
资格丘二完成签到 ,获得积分10
55秒前
晴空万里完成签到 ,获得积分10
56秒前
小井盖完成签到 ,获得积分10
56秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Cronologia da história de Macau 5000
Merrill's Atlas of Radiographic Positioning and Procedures - 3-Volume Set, 16th Edition 2000
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition 540
Interactions of Vowel Quality and Prosody in East Slavic 500
Vander's Renal Physiology第10版 500
Materials Informatics Molecules, Crystals and Beyond A volume in Acta Materialia Book Series 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7064407
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8726010
关于积分的说明 18466119
捐赠科研通 6593397
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3125188
关于科研通互助平台的介绍 2220186
邀请新用户注册赠送积分活动 2100794