[发明专利]一种应用于热电双场的防护装置

说明书

本发明提供一种应用于热电双场的防护装置，由内至外包括工件区域、第一涂层、第二涂层和导热导电基体，第一涂层、第二涂层的尺寸由材料的物理参数和工件区域的几何尺寸共同确定，物理参数包括材料的热导率和电导率。本发明可以同时得到温度场和直流电场防护条件的精准解，保持基体中温度场和直流电场的原始分布状态不被扰动。应用该方法设计的防护装置不仅对于单一温度场或者直流电场有效，而且对于温度场和直流电场同时作用时也具有防护功能。

技术领域

本发明涉及一种防护装置，尤其涉及一种应用于热电双场的防护装置。

背景技术

电子器件在电路中工作时，由于电子器件的电导率异于电路板等均匀导电基体产生电流集中或发散现象，这种现象导致电路板中不同区域产生不同的焦耳热，这些热量的容易烧毁电子器件；极端温度(高温或者低温)环境中工作的机器零部件需要与周围导热基体连接或者紧密接触，但是其热导率异于周围导热基体导致局部热流集中或发散现象，这种现象将引发非均匀的热应力，影响机器零部件的机械强度和疲劳寿命。

针对上述工程问题，本发明立足于中性夹杂思想，从热电双物理场的角度出发提出一种热电双场防护装置的设计方法，由该方法设计的防护装置主要包括工件区域、第一涂层、第二涂层和导热导电基体四部分。应用该方法设计的防护装置可以在热电双物理场环境中工作，能够精准的消除工件区域引起的热流和电流集中或者发散现象从而保护电子器件和机械零件等，延长其使用寿命。

应用本发明方法设计的防护装置所需材料具有均匀各向同性，并且采用数控线切割技术进行加工，具有操作简单、成本低廉、性能优异、适用范围广等特点。

发明内容

本发明的目的是为了消除工件区域(电子器件、机械零件等)引起的导热导电基体中热流和电流的集中或者发散现象，避免热流和电流集中引起电子器件和机械工件的损坏，为工程问题提供一种防护手段而提供一种应用于热电双场的防护装置，可以同时得到温度场和直流电场防护条件的精准解。

本发明的目的是这样实现的：由内至外包括工件区域、第一涂层、第二涂层和导热导电基体，第一涂层、第二涂层的尺寸由材料的物理参数和工件区域的几何尺寸共同确定，物理参数包括材料的热导率和电导率。

本发明还包括这样一些结构特征：

1.两个涂层的材料有两种情况：当κ₁κ₀，σ₁σ₀时，至少保证其中一层涂层的材料热导率和电导率大于基体材料，即κ₂κ₀，σ₂σ₀或者κ₃κ₀，σ₃σ₀)；当κ₁κ₀，σ₁σ₀时，至少保证其中一层涂层的材料热导率和电导率小于基体材料，即κ₂κ₀，σ₂σ₀或者κ₃κ₀，σ₃σ₀；其中：工件区域的材料热导率和电导率分别为κ₁和σ₁，第一、二涂层的材料热导率和电导率分别为κ₂，σ₂和κ₃，σ₃，导热导电基体材料的热导率和电导率分别为κ₀和σ₀。

2.两个涂层的几何尺寸满足：