نسرين اعتصامي
در پژوهش حاضر، مدیریت دمای بردالکترونیکی با استفاده از چاه گرمایی حاوی مواد تغییر فازدهنده میکروکپسوله شدهبرای اولین بار به صورت تجربی مورد بررسی قرار گرفت. انتخاب نوع مادهتغییرفازدهنده بر اساس دمای بحرانی برد الکترونیکی در دوحالتC ° 80 وC ° 55 انجام گردید. در دمای بحرانیC ° 80 از مواد تغییرفازدهنده خالص استئاریک اسید، لاریک اسید، پارافین و دو نوعماده کپسوله تجاری با نامهای PX52و42 GRاستفاده شد و تأثیر پیکربندیهای مختلف چاهگرمایی، نوع مواد تغییرفازدهنده و کسر حجمی در طیف گستردهای از توان الکتریکی(?-?? وات) در دو حالت اعمال توان به صورت ثابت و اعمال توان به صورت دورهای( براساس عملکرد برد ماهواره، 10 دقیقه روشن- 80 دقیقه خاموش)، بر روی رفتار دمای برد الکترونیکیمورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که استفاده از مواد تغییرفازدهنده مختلف در چاهگرمایی منجر به افزایش زمان کارکرد ایمن برای برد الکترونیکی شد، به طوریکه درتوان 6 وات، زمان رسیدن به دمای بحرانی C° 80 ، برای پارافین،استئاریک اسید، لاریک اسید، X52و42 GRنسبت بهحالت چاه گرمایی بدون مواد تغییرفازدهنده به ترتیب به میزان 71%، 57%، 47%، 52% و24% افزایش یافت. همچنین نتایج نشان داد با افزایش کسرحجمی مواد تغییرفازدهنده،زمان رسیدن به دمای بحرانی افزایش مییابد. لذا انتخاب کسرحجمی وابسته به محدودیت حجمیو ورزنی چاه گرمایی و برد الکترونیکی خواهد بود. برای مدیریت دمای برد الکترونیکیدر دمای بحرانیC ° 55 به دلیل عدم وجود مواد تجاری مناسب در اینمحدوده دمایی، به سنتز و مشخصه یابی میکروکپسولهایی با هسته یوتکتیک لاریک اسید واستئاریک اسید با پوسته ملامین فرمالدهید پرداخته شد. نتایج آنالیز FTIR برای میکروکپسولههای سنتز شده حاکیاز عدم ایجاد پیوند جدید در ساختار شیمیایی میکروکپسولههای حاصل بود و مشخص کرد، ساختارهسته و خواص ماده تغییرفازدهنده بدون تغییر مانده است. بررسی خصوصیتهای گرمایینمونههای تولید شده از طریق آنالیز DSC درسه نسبت مختلف از هسته به پوستهشامل 2:1، 5:1/1 و 1:1 مشخص کرد که بیشترین گرمای نهان ذوب برای نسبت هسته بهپوسته 2:1 با درصد بالای کپسوله سازی 26/73 میباشد. همچنین بررسی پایداری گرماییمیکروکپسولهها توسط آنالیز TGA نشان داد که پایداری میکروکپسولههادر مقایسه با نمونه خالص افزایش داشتهاست. تصاویر SEM و TEM نشان داد که میکروکپسولهها دارای ساختار هسته-پوسته با ظاهرکاملاً کروی، هموار و با قطر متوسط 5/4 میکرومتر هستند. به منظور بهبود خواص گرماییمیکروکپسولهها، از دو ماده گرافن اکسید و مکسن در دو درصد مختلف 2% و4% استفاده شد و اندازهگیری هدایت گرمایی میکروکپسولهها نشان داد که وجود گرافناکسید و مکسن بهبود قابل توجهی در رسانایی گرمایی میکروکپسول ایجاد کرد، به طوریکهبیشترین درصد افزایش در هدایت گرمایی نسبت به نمونه خالص و نمونه کپسوله شده بدونماده افزودنی، برای میکروکپسول حاوی 4% وزنی مکسن به ترتیب برابر با 17/52 و 59/33درصد و برای گرافن اکسید با 4% وزنی به ترتیب 40 و 90/22 درصد بدست آمد.همچنین قراردهی میکروکپسوله هایسنتز شده در 100 چرخه متوالی گرمایش- سرمایش نشان داد که میکروکپسوله ها در هردوحالت بدون ماده افزودنی و حاوی گرافن اکسید و مکسن، از پایداری خوبی در چرخههایگرمایش- سرمایش برخوردار هستند. در ادامه بررسی عملکرد نمونه های سنتز شده برایمدیریت دمایی برد الکترونیکی با دمای بحرانیC ° 55 در دو بخش توان الکتریکی ثابت و توان الکتریکی دورهایانجام شد. در بخش توان الکتریکی ثابت، زمانرسیدن به دمای بحرانی در حضور میکروکپسول (بدون ماده افزودنی) در توانهای 4، 6، 8و 10 وات به ترتیب منجر به تاخیر در رسیدن به دمای بحرانی به میزان 17، 12، 11 و 5/4دقیقه شد و در بخش اعمال توان الکتریکی به صورت دورهای، حداکثر دما در حضور میکروکپسولنسبت به شرایط عدم وجود میکروکپسول، C° 18 پایینتر بود. همچنین میکروکپسولهای حاوی گرافناکسید و مکسن نیز عملکرد مناسبی را در هر دوحالت توان الکتریکی ثابت و دورهای ازخود نشان دادند. نتایج این پژوهش نشان میدهد استفاده از میکروکپسولههای طراحیشده، توانایی مناسبی در کنترل دمای برد الکتریکی را دارد، ضمن آنکه میتواند مشکلهاییمانند نشت مواد تغییرفازدهنده، خوردگی قطعهها و نیز هدر رفت مواد تغییرفازدهندهدر حالت مذاب را بخوبی کنترل نماید.

