來源：International Communications in Heat and Mass Transfer

鏈接：https://doi.org/10.1016/j.icheatmasstransfer.2026.110885

01 背景

電子器件的小型化、高功率密度化發展趨勢，使得器件熱流密度持續攀升，高效熱管理已成為保障電子設備運行性能與長期可靠性的核心關鍵。相變材料（PCMs）憑借近恒定溫度下的潛熱吸放熱能力，可無額外能耗實現器件溫度穩定，是當前電子被動散熱領域的核心研究方向。行業痛點：傳統有機 PCMs（如石蠟）雖具備較高的潛熱儲能能力，但本征導熱系數極低（僅 0.2W/(m?K)），導致內部熱擴散不足、局部過熱問題突出，嚴重限制了其在散熱器中的應用效能。同時，現有研究對 SPM 結構與 PCM 類型的耦合影響機制探究不足，無法實現相變散熱器的最優熱管理設計。

02 成果掠影

近日，哈爾濱工程大學 Lujia Li、張曉俠團隊研究了一種用于電子器件冷卻的新型復合散熱器。該散熱器結合了3D打印的結構化多孔材料（SPM） 和兩種不同的相變材料（PCM）：石蠟和低熔點合金（LMPA）。系統研究了 10W/20W/30W 三種加熱功率、0/0.3/0.5/1 四種 SPM 填充比下，石蠟與 LMPA 基散熱器的熱管理性能；研究發現無 SPM 時 20W 工況下 LMPA 散熱器較石蠟基最大內部溫差降低 39.6℃，60℃臨界溫度下 SPM 全填充的 LMPA 散熱器溫控時長較無 SPM 狀態提升 129%，該協同增強方案徹底突破了傳統 PCM 的導熱瓶頸，為高功率電子冷卻系統的先進熱管理設計提供了全新解決方案。研究成果以“Enhanced thermal management of 3D-printed heat sinks with paraffin and low-melting-point alloy for electronic cooling” 為題，發表于《International Communications in Heat and Mass Transfer》期刊。