RU2420046C1 - Способ тепловой защиты электронных модулей и устройство для его осуществления - Google Patents
Способ тепловой защиты электронных модулей и устройство для его осуществления Download PDFInfo
- Publication number
- RU2420046C1 RU2420046C1 RU2010112336/07A RU2010112336A RU2420046C1 RU 2420046 C1 RU2420046 C1 RU 2420046C1 RU 2010112336/07 A RU2010112336/07 A RU 2010112336/07A RU 2010112336 A RU2010112336 A RU 2010112336A RU 2420046 C1 RU2420046 C1 RU 2420046C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- heat
- electronic modules
- mixture
- housing
- shielding
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 18
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims abstract description 13
- KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N boric acid Chemical compound OB(O)O KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- 239000004327 boric acid Substances 0.000 claims abstract description 9
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 claims abstract description 8
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims abstract description 8
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 31
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 239000011707 mineral Substances 0.000 claims description 11
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims description 6
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 claims description 5
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 claims description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 abstract 3
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 abstract 2
- CDMADVZSLOHIFP-UHFFFAOYSA-N disodium;3,7-dioxido-2,4,6,8,9-pentaoxa-1,3,5,7-tetraborabicyclo[3.3.1]nonane;decahydrate Chemical compound O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.[Na+].[Na+].O1B([O-])OB2OB([O-])OB1O2 CDMADVZSLOHIFP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 235000010339 sodium tetraborate Nutrition 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 5
- 229940006612 barium citrate Drugs 0.000 description 4
- FNAQSUUGMSOBHW-UHFFFAOYSA-H calcium citrate Chemical compound [Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[O-]C(=O)CC(O)(CC([O-])=O)C([O-])=O.[O-]C(=O)CC(O)(CC([O-])=O)C([O-])=O FNAQSUUGMSOBHW-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 4
- 239000001354 calcium citrate Substances 0.000 description 4
- 239000000499 gel Substances 0.000 description 4
- RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N silicic acid Chemical compound O[Si](O)(O)O RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 235000013337 tricalcium citrate Nutrition 0.000 description 4
- PAVWOHWZXOQYDB-UHFFFAOYSA-H barium(2+);2-hydroxypropane-1,2,3-tricarboxylate Chemical compound [Ba+2].[Ba+2].[Ba+2].[O-]C(=O)CC(O)(CC([O-])=O)C([O-])=O.[O-]C(=O)CC(O)(CC([O-])=O)C([O-])=O PAVWOHWZXOQYDB-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 3
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ZOIORXHNWRGPMV-UHFFFAOYSA-N acetic acid;zinc Chemical compound [Zn].CC(O)=O.CC(O)=O ZOIORXHNWRGPMV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 2
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 2
- 150000004677 hydrates Chemical class 0.000 description 2
- 229920005615 natural polymer Polymers 0.000 description 2
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 2
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 2
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 2
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004246 zinc acetate Substances 0.000 description 2
- MXODCLTZTIFYDV-JHZYRPMRSA-L zinc;(1r,4ar,4br,10ar)-1,4a-dimethyl-7-propan-2-yl-2,3,4,4b,5,6,10,10a-octahydrophenanthrene-1-carboxylate Chemical compound [Zn+2].C([C@@H]12)CC(C(C)C)=CC1=CC[C@@H]1[C@]2(C)CCC[C@@]1(C)C([O-])=O.C([C@@H]12)CC(C(C)C)=CC1=CC[C@@H]1[C@]2(C)CCC[C@@]1(C)C([O-])=O MXODCLTZTIFYDV-JHZYRPMRSA-L 0.000 description 2
- 239000005995 Aluminium silicate Substances 0.000 description 1
- 101150115489 MPK7 gene Proteins 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 235000012211 aluminium silicate Nutrition 0.000 description 1
- 239000010425 asbestos Substances 0.000 description 1
- 229910052788 barium Inorganic materials 0.000 description 1
- DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N barium atom Chemical compound [Ba] DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000001311 chemical methods and process Methods 0.000 description 1
- 230000001066 destructive effect Effects 0.000 description 1
- JKWMSGQKBLHBQQ-UHFFFAOYSA-N diboron trioxide Chemical compound O=BOB=O JKWMSGQKBLHBQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OMVLJXANVFHCPO-UHFFFAOYSA-N dodecasodium;tetraborate;decahydrate Chemical compound O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.[Na+].[Na+].[Na+].[Na+].[Na+].[Na+].[Na+].[Na+].[Na+].[Na+].[Na+].[Na+].[O-]B([O-])[O-].[O-]B([O-])[O-].[O-]B([O-])[O-].[O-]B([O-])[O-] OMVLJXANVFHCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N kaolin Chemical compound O.O.O=[Al]O[Si](=O)O[Si](=O)O[Al]=O NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000004377 microelectronic Methods 0.000 description 1
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 1
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 229910052895 riebeckite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000741 silica gel Substances 0.000 description 1
- 229910002027 silica gel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Landscapes
- Casings For Electric Apparatus (AREA)
- Shielding Devices Or Components To Electric Or Magnetic Fields (AREA)
- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
Abstract
Изобретения предназначены для защиты в аварийных ситуациях электронных модулей типа регистраторов полетной информации, используемых на самолетах и любых других транспортных средствах. Технический результат заключается в повышении удельной теплоотводящей способности смеси на 30-50% и, как следствие, в обеспечении защиты электронного модуля меньшей на 20-30% массой смеси в течение не менее 60 минут при температуре 1100°С и 10 часов при температуре 260°С при одновременном улучшении эксплуатационных характеристик, повышении технологичности и стандартизации процесса сборки. Технический результат достигается в способе тепловой защиты электронных модулей путем отвода тепла с помощью теплозащитной смеси в процессе ее термохимического разложения, а устройство для осуществления этого способа содержит корпус, внутренние поверхности которого образуют полость для размещения в ее центре электронных модулей, теплоизоляционную прокладку, прилегающую к внутренней поверхности корпуса. Пространство между электронными модулями и теплоизоляционной прокладкой заполнено композиционной смесью борной кислоты или ее солей, например декагидраттетрабората натрия, и неорганической добавки минерального происхождения с температурой деградации выше 1100°С. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.
Description
Способ и устройство тепловой защиты электронных модулей относятся к специальной области электронной техники, а именно к средствам защиты микроэлектронного оборудования от внешних разрушающих факторов, таких как высокотемпературные огневые воздействия, ударные перегрузки, статические давления, а также от длительного воздействия повышенной температуры, и могут быть использованы при создании защищенных бортовых накопителей полетной информации для самолетов и вертолетов, а также защищенных накопителей информации для других транспортных средств.
Известен способ тепловой защиты электронных модулей путем отвода тепла с помощью теплозащитной смеси, состоящей из кристаллогидратов цитрата бария и цитрата кальция в весовом соотношении от 80:20 до 40:60 с гелем кремниевой кислоты и ацетата цинка, причем кристаллы цитрата бария и цитрата кальция предварительно покрыты оболочкой из абиетата цинка, насыщенной смесью кремниевой кислоты и цинкатов натрия.
Известно устройство для осуществления такого способа тепловой защиты электронных модулей, содержащее корпус, внутренние поверхности которого образуют полость для размещения в ее центре электронных модулей, термическую прокладку, прилегающую к внутренней поверхности корпуса, средства для удаления из корпуса газообразных продуктов, при этом пространство между электронными модулями и термической прокладкой заполнено смесью кристаллогидратов цитрата бария и цитрата кальция с гелем кремниевой кислоты и ацетата цинка, причем кристаллы цитрата бария и цитрата кальция предварительно покрыты оболочкой из абиетата цинка, насыщенной смесью кремниевой кислоты и цинкатов натрия (патент РФ №2323557, МПК7 H05K 7/20, H05K 5/02).
Недостатком ближайших аналогов является малая удельная теплоотводящая способность смесей, в результате чего для защиты модулей от воздействия высоких температур окружающей среды в течение необходимого периода времени требуется значительная масса смеси, что неприемлемо при ограниченных объемах.
Кроме того, смесь представляет собой порошок, который уплотняют непосредственно в устройстве, при этом нет повторяемости в плотности упаковки смеси, и в результате процесс сборки устройства невозможно стандартизовать. А наличие в смеси нестабильного при низких температурах геля кремниевой кислоты может привести к коррозии корпуса устройства (гель разрушается с высвобождением воды).
Технический результат заключается в повышении удельной теплоотводящей способности смеси и обеспечении ее работы в течение необходимого периода времени меньшим по массе и объему количеством смеси, а также в улучшении эксплуатационных характеристик, повышении технологичности и стандартизации процесса сборки.
Технический результат достигается за счет того, что в способе тепловой защиты электронных модулей путем отвода тепла с помощью теплозащитной смеси в качестве теплозащитной смеси используют композиционную смесь борной кислоты или ее солей и неорганической добавки минерального происхождения в весовом соотношении от 70:30 до 85:15, причем неорганическая добавка минерального происхождения имеет температуру деградации выше 1100°C.
Устройство для осуществления способа тепловой защиты электронных модулей содержит корпус, внутренние поверхности которого образуют полость для размещения в ее центре электронных модулей, теплоизоляционной прокладки, прилегающей к внутренней поверхности корпуса, при этом пространство между электронными модулями и теплоизоляционной прокладкой заполнено композиционной смесью борной кислоты или ее солей и неорганической добавки минерального происхождения в весовом соотношении от 70:30 до 85:15, причем неорганическая добавка минерального происхождения имеет температуру деградации выше 1100°С.
На чертеже представлена конструкция устройства тепловой защиты электронных модулей.
Устройство тепловой защиты содержит корпус 1, изготовленный из металла высокой прочности. Корпус 1 может иметь любую требуемую форму, обеспечивающую устойчивость к раздавливанию и проникающему удару. К внутренней поверхности корпуса 1 прилегает теплоизоляционная прокладка 2, предназначенная для пассивной (при рабочих температурах не изменяются состав и свойства, работает только как барьер для теплового потока) теплозащиты сохраняемого электронного модуля 3, расположенного в центре внутренней полости корпуса 1. Теплоизоляционная прокладка 2 выполнена из материала на основе кварцевых волокон, имеющих высокую пористость и низкий коэффициент теплопроводности. Композиционная теплозащитная смесь 4, состоящая из борной кислоты или ее солей, например декагидраттетрабората натрия, и неорганической добавки минерального происхождения, например природных полимеров: каолина, асбеста и др., занимает пространство между электронным модулем 3 и прокладкой 2. Неорганическая добавка минерального происхождения, являясь природным полимером, образует с борной кислотой композиционную смесь с трехмерной разветвленной структурой и представляет собой прессованную сборочную деталь со стандартными размерами, капиллярно-пористой структуры. Корпус 1 закрыт крышкой 5.
При воздействии на устройство высокой температуры теплоизоляционная прокладка 2 обеспечивает равномерный подвод тепла к теплозащитной смеси 4, необходимый для осуществления термохимической реакции. При достижении температуры смеси 120°C, 150°C, 170°C, 250°C начинается эндотермический процесс: последовательное термохимическое превращение мономера (борной кислоты или ее солей) в борный ангидрид с образованием последовательной цепочки олигомеров разной структуры и свойств. Геометрически плоская структура олигомеров в сочетании с трехмерной разветвленной структурой неорганической добавки минерального происхождения образуют высокопористую матрицу теплозащитной композиции 4. Высокопористая матрица теплозащитной композиции 4 устойчива и стабильна на протяжении требуемого температурно-временного интервала. Температура деградации неорганической добавки выше 1100°C, это позволяет осуществлять химический процесс поглощения тепла на протяжении требуемого времени действия теплозащитной смеси 4. При этом происходит отвод тепла от модуля 3 и охлаждение корпуса 1. Такой процесс позволяет удерживать температуру во внутренней полости корпуса 1 на уровне приемлемых величин (до 145°C).
Использование в предлагаемом способе и устройстве теплозащитной смеси 4, состоящей из борной кислоты или ее солей и неорганической добавки в качестве связующего вещества матрицы, позволило за счет термохимической реакции увеличить удельную теплопоглощающую способность смеси на 30-50% и обеспечило защиту электронного модуля меньшей на 20-30% массой смеси в течение не менее 60 минут при температуре 1100°C и 10 часов при температуре 260°C.
Теплозащитная смесь представляет собой прессованные стандартные (с фиксированными размерами) детали, что стандартизует и существенно облегчает процесс сборки. Теплозащитная смесь обладает стойкостью к технологическим воздействующим факторам, а также улучшает эксплуатационные характеристики устройства - совместима со всеми конструктивными элементами блока, не вызывает их коррозии.
Claims (2)
1. Способ тепловой защиты электронных модулей путем отвода тепла с помощью теплозащитной смеси, отличающийся тем, что в качестве теплозащитной смеси используют композиционную смесь из борной кислоты или ее солей и неорганической добавки минерального происхождения в весовом соотношении от 70:30 до 85:15, причем неорганическая добавка минерального происхождения имеет температуру деградации выше 1100°С.
2. Устройство для осуществления способа тепловой защиты электронных модулей содержит корпус, внутренние поверхности которого образуют полость для размещения в ее центре электронных модулей, теплоизоляционную прокладку, прилегающую к внутренней поверхности корпуса, отличающееся тем, что пространство между электронными модулями и теплоизоляционной прокладкой заполнено композиционной смесью из борной кислоты или ее солей и неорганической добавки минерального происхождения в весовом соотношении от 70:30 до 85:15, причем неорганическая добавка минерального происхождения имеет температуру деградации выше 1100°С.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010112336/07A RU2420046C1 (ru) | 2010-03-30 | 2010-03-30 | Способ тепловой защиты электронных модулей и устройство для его осуществления |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010112336/07A RU2420046C1 (ru) | 2010-03-30 | 2010-03-30 | Способ тепловой защиты электронных модулей и устройство для его осуществления |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2420046C1 true RU2420046C1 (ru) | 2011-05-27 |
Family
ID=44735015
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2010112336/07A RU2420046C1 (ru) | 2010-03-30 | 2010-03-30 | Способ тепловой защиты электронных модулей и устройство для его осуществления |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2420046C1 (ru) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2473982C1 (ru) * | 2011-10-27 | 2013-01-27 | Валентин Николаевич Хабаров | Устройство тепловой защиты электронного модуля памяти |
| RU2610715C1 (ru) * | 2015-08-31 | 2017-02-15 | Акционерное общество "Авиаавтоматика" имени В.В. Тарасова" | Способ тепловой защиты электронных модулей |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5932839A (en) * | 1997-11-04 | 1999-08-03 | Ren; Jane | Method for dissipating heat away from a heat sensitive device using bicarbonate compositions |
| DE10123307A1 (de) * | 2000-05-12 | 2001-12-06 | Troy Reid | Kühleinheit für ein elektronisches Bauteil, sowie Kühlsystem für einen Rechner |
| RU2236099C2 (ru) * | 2002-07-12 | 2004-09-10 | Открытое акционерное общество "Прибор" | Способ и устройство для тепловой защиты электронных модулей |
| RU43714U1 (ru) * | 2004-09-29 | 2005-01-27 | Открытое акционерное общество "Техприбор" | Бортовое защитное устройство микроэлектронного регистратора |
| RU2323557C1 (ru) * | 2006-10-18 | 2008-04-27 | Открытое акционерное общество "Прибор" | Способ и устройство тепловой защиты электронных модулей |
-
2010
- 2010-03-30 RU RU2010112336/07A patent/RU2420046C1/ru active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5932839A (en) * | 1997-11-04 | 1999-08-03 | Ren; Jane | Method for dissipating heat away from a heat sensitive device using bicarbonate compositions |
| WO1999023860A9 (en) * | 1997-11-04 | 2000-01-27 | Allied Signal Inc | Method for dissipating heat away from a heat sensitive device using bicarbonate compositions |
| DE10123307A1 (de) * | 2000-05-12 | 2001-12-06 | Troy Reid | Kühleinheit für ein elektronisches Bauteil, sowie Kühlsystem für einen Rechner |
| RU2236099C2 (ru) * | 2002-07-12 | 2004-09-10 | Открытое акционерное общество "Прибор" | Способ и устройство для тепловой защиты электронных модулей |
| RU43714U1 (ru) * | 2004-09-29 | 2005-01-27 | Открытое акционерное общество "Техприбор" | Бортовое защитное устройство микроэлектронного регистратора |
| RU2323557C1 (ru) * | 2006-10-18 | 2008-04-27 | Открытое акционерное общество "Прибор" | Способ и устройство тепловой защиты электронных модулей |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2473982C1 (ru) * | 2011-10-27 | 2013-01-27 | Валентин Николаевич Хабаров | Устройство тепловой защиты электронного модуля памяти |
| RU2610715C1 (ru) * | 2015-08-31 | 2017-02-15 | Акционерное общество "Авиаавтоматика" имени В.В. Тарасова" | Способ тепловой защиты электронных модулей |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6241909B1 (en) | Heat absorbing temperature control devices and method | |
| US5932839A (en) | Method for dissipating heat away from a heat sensitive device using bicarbonate compositions | |
| Shang et al. | Flame retardancy, combustion, and ceramization behavior of ceramifiable flame‐retardant room temperature vulcanized silicone rubber foam | |
| RU2420046C1 (ru) | Способ тепловой защиты электронных модулей и устройство для его осуществления | |
| CZ299714B6 (cs) | Zarízení na rízení teploty povrchu zarízení vyvíjejícího teplo | |
| CN108012472B (zh) | 防护电子设备 | |
| Li et al. | Enhancing thermal protection in lithium batteries with power bank-inspired multi-network aerogel and thermally induced flexible composite phase change material | |
| US20040079917A1 (en) | Heat absorbing temperature control devices and method | |
| US6224784B1 (en) | Heat absorbing temperature control devices and method | |
| RU2651428C2 (ru) | Устройство защиты электронных модулей | |
| RU2467529C2 (ru) | Способ изготовления защиты объектов и камера, полученная таким способом | |
| RU2473982C1 (ru) | Устройство тепловой защиты электронного модуля памяти | |
| RU2323557C1 (ru) | Способ и устройство тепловой защиты электронных модулей | |
| RU2347334C1 (ru) | Способ и устройство тепловой защиты электронных модулей | |
| Huang et al. | High performance flexible phase change hydrogel applied to thermal management of new cigarette device | |
| CA3038567A1 (en) | Insulation materials | |
| RU2275763C1 (ru) | Способ и устройство для тепловой защиты электронных модулей | |
| RU2610715C1 (ru) | Способ тепловой защиты электронных модулей | |
| CA2707364C (en) | Endotherm systems and methods utilizing carbohydrate in non-oxidizing environment | |
| RU57053U1 (ru) | Устройство для тепловой защиты электронных модулей в аварийных условиях | |
| EP1190013B1 (en) | Method for dissipating heat away from a heat sensitive device using bicarbonate compositions | |
| CN115651611A (zh) | 隔热吸热组合物及其制备方法、应用和防火毯 | |
| RU2007120292A (ru) | Способ защиты модулей памяти и устройство для его осуществления | |
| JP2014066633A (ja) | 耐熱容器、温度計測装置及び温度計測方法 | |
| KR20250026064A (ko) | 흡열 패드 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PD4A | Correction of name of patent owner | ||
| PD4A | Correction of name of patent owner |