
【電】 thermal breakdown
熱崩潰(Thermal Runaway)是電子工程與材料科學領域的核心術語,指系統因溫度失控引發不可逆的結構或功能失效現象。其本質為熱量産生速率超過散熱能力,形成正反饋循環,最終導緻系統崩潰。該現象常見于:
锂電池系統
電芯内部短路時,電解液分解産生氣體與熱量,引發連鎖放熱反應(參考《GB/T 31485-2015 電動汽車用動力蓄電池安全要求》)。
半導體器件
功率器件結溫超過臨界值時,載流子遷移率驟降,導通電阻增加形成熱積聚(IEEE Xplore數據庫收錄論文DOI:10.1109/TPEL.2019.2954669)。
機械結構
航空發動機渦輪葉片在超溫工況下發生蠕變斷裂,美國材料試驗協會ASTM E1457标準将此歸為典型熱緻失效模式。
建築物理
混凝土大體積澆築時内部溫差梯度超過25℃引發的應力裂縫,中國建築工業出版社《大體積混凝土溫度應力與溫度控制》專著對此有定量分析。
該術語在《牛津工程詞典》(Oxford Dictionary of Engineering)中明确定義為"self-accelerating temperature increase leading to catastrophic failure",強調其不可逆性與系統性特征。美國國家技術标準局NIST發布的《熱管理系統設計指南》特别指出,預防熱崩潰需建立多維度的熱監控體系,包含溫度傳感網絡、相變材料緩沖層和熔斷保護機制三重防護結構。
熱崩潰(Thermal Runaway)是一種物理或電子設備中因溫度升高導緻惡性循環,最終引發系統失效的現象。以下是詳細解釋:
熱崩潰指器件内部溫度升高時,其電流或功耗進一步增加,導緻溫度持續上升,形成不可控的惡性循環。當散熱能力無法抵消熱量積累時,器件溫度超過臨界值(如最大結溫),最終導緻材料損壞或功能失效。
例如在晶體管(BJT)中,溫度升高會引發以下連鎖反應:
熱崩潰的英文對應術語為thermal breakdown 或thermal runaway。
通過優化散熱設計、限制工作電流、采用溫度保護器件(如熔斷器)等方式可預防熱崩潰。在電力系統中,需對避雷器等設備進行熱穩定性測試。
熱崩潰是溫度與電參數相互作用導緻的系統性失效,常見于半導體、電力保護設備等領域,需通過熱管理和電路設計避免其發生。
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