相变储热材料研究进展

介绍了相变储热材料的种类和特点 ,讨论了固 -液相变、固 -固相变蓄热材料的性能和应用 ,并总结了目前相变材料应用上的缺陷及解决方法。     

化学法和共混法制备的PEG/CDA相变材料的性能比较——储热性能与链结构的关系

通过IR、DSC和X -ray研究了用化学键联法和溶液共混法制备的聚乙二醇 /二醋酸纤维素 (PEG/CDA)型相变材料的相变热焓、相变温度和结晶度等物性 ,探索了两种材料的链结构与储热性能的关系。结果表明 ,对相同PEG含量的共混材料和化学改性材料而言 ,共混物的相变焓要大于化学改性材料的相变焓 ;但化学改性物是一种固固相变材料 ,而共混物不具有固固相变特性 ,只是一种形状稳定的固液相变材料     

化学法和共混法制备的PEG／CDA相变材料的性能比较：储热性能？…

通过IR、DSC和X-ray研究了用化学键联法和溶液共混法制备的聚乙二醇/二醋酸纤维素(PEG/CDA)型相变材料的相变热焓、相变温度和结晶度等物性,探索了两种材料的链结构与储热性能的关系.结果表明,对相同PEG含量的共混材料和化学改性材料而言,共混物的相变焓要大于化学改性材料的相变焓;但化学改性物是一种固固相变材料,而共混物不具有固固相变特性,只是一种形状稳定的固液相变材料.     

适合海上60～90℃储层的液固相变支撑剂相变性能评价

新型相变压裂技术主要利用液固支撑剂材料对温度的响应,在注入时以流体形式进入地层,在相应条件下通过液固相态转变形成既能支持裂缝又具有导流能力的独立的固体支撑剂。该液固相变支撑剂相变性能的评价结果表明随着温度的升高,开始相变时间、完全相变时间和形成耐压相变固体时间越短;且不同矿化度对液固相变支撑剂的相变没有影响;动态和静态对液固相变支撑剂形成的固体有一定影响。     

季四戊醇热能储存相变材料的研究进展

相变材料是具有热能储存和温度调控功能的物质,在相变转化过程中,伴随大量的吸热或放热热效应。按材料相变行为主要分为固-液相变、固-固相变、液-气相变和固-气相变4类相变过程。季戊四醇是一种典型的新戊基多元醇类,具有较长的碳链和较高的分子量,在187～189℃时,其面心四面体分子结构与体心立方结构相互转化时,伴随着很大的热焓变化(260～280 k J/kg),因此,是一种理想的固-固相变储能材料,具有广泛的应用领域。本文主要介绍了季戊四醇作为相变材料的研究进展,讨论了其存在的问题和解决的方法,重点介绍了加入导热纳米材料提高其热导率以及相关稳定性和储能效应的最新研究成果,并对未来发展进行了探讨和展望。     

化学法合成高分子固-固相变材料的研究进展

介绍了嵌段共聚法、接枝共聚法、本体聚合法、互穿网络法等化学方法合成高分子固-固相变材料的最新研究进展,分析了合成的高分子固-固相变材料的分子结构与性能特点,并探讨了影响高分子固-固相变材料性能的因素。最后,展望了未来的研究方向。     

固-液/气-液多相耦合热控技术应用研究进展

相变热控技术具有设备性能可靠、质量轻、耗能低等优点,在工业和学术界受到广泛关注。利用固-液相变恒温吸热和气-液相变超高导热特性,可实现多相耦合的高效储热传热过程。本文针对固-液/气-液多相耦合热控技术提出多相耦合概念,以典型相变材料和热管耦合系统为切入点,首先介绍相变及多相耦合的工作原理,归纳了两者之间的典型耦合方式：相变材料分别置于热管蒸发段、冷凝段、绝热段,或热管整体嵌入相变材料作为导热骨架;然后着重评述了目前国内外多相耦合热控技术用于电子器件冷却和电池热管理领域的研究进展,并对其他领域（如蓄热/冷）的应用现状进行总结;最后从材料改性、器件耦合、系统协同等角度提出当前面临的问题和未来发展方向。     

微胶囊相变材料制备技术的研究进展

微胶囊相变材料（Microencapsulated Phase Change Material,MEPCM）是应用微胶囊技术在固液相变材料表面包覆一层性能稳定的高分子膜,而构成的具有核壳结构的复合材料。系统地讲述了相变材料的分类,微胶囊相变材料的工作原理,并重点介绍了几种微胶囊的制备方法,包括界面聚合法、原位聚合法、复凝聚法、溶剂挥发法、凝聚相分离法等,并提出了微胶囊技术今后的发展方向。     

高分子固-固相转变储能材料的研究进展

对高分子固-固相转变储能材料的研究进展进行了综述。根据相变储能机理，具有固-固相转变储能功能的聚合物材料被分为2大类即交联型结晶聚合物相变材料和以聚合物为摹体的复合相变材料。详细介绍了各种相变材料的制备方法、性能和应用，并且展望了高分子固-固相转变储能材料的发展前景。     

高分子固-固相变储能材料的研究与应用

综述了各类高分子固-固相变储能材料的性能、储能机理及其优缺点,介绍了此类材料的各种应用, 并对其发展前景做了探讨和展望。高分子固-固相变储能材料具有储能密度大,相变温度恒定,体积变化小,相变过程无液体泄漏等诸多优点,已成为能源开发利用和材料科学研究的新热点。     

添加碳素复(混)合相变储热材料的研究及应用进展

相变储热材料因具有储热密度大、相变温度变化小且过程易控制等优点而在许多领域具有重要应用。但传统的相变储热材料存在导热系数低及固-液相变过程中液态泄漏问题,阻碍了其实际应用。碳材料如石墨、碳纤维、碳泡沫和膨胀石墨,他们都具有高导热系数、低密度和良好的化学稳定性。将碳材料添加到相变储热材料中或与相变储热材料进行复合,从而构成碳素复(混)合相变储热材料,储热材料的导热系数及其性能可明显提高。本文综述了碳素复(混)合相变储热材料的研究进展。利用膨胀石墨的多孔特性吸附有机物制备膨胀石墨基复合相变储热材料,其储热密度大、导热系数高、性能稳定、成本低且在固-液相变过程中没有液态的流动性问题,是未来研究和应用最重要的碳素复合相变储热材料。     

生物质碳化衍生物强化相变材料各向热导率的研究进展

相变材料由于具有较高的潜热值和良好的温度控制性能,已经被广泛应用于建筑节能、余热废热回收、电池热管理、太阳能热能储存等领域。然而,相变材料在固-液相变过程中的泄漏和导热性能差等缺点限制了它们的进一步发展。生物质碳化衍生物具有的多孔微观结构和良好的导热性克服了相变材料相变时的液漏和自身导热能力差等问题,成为相变材料良好的载体选择。由于生物质碳化衍生物多孔碳材料具有各向同性和各向异性的结构,因此,生物质碳化衍生物多孔碳材料强化相变材料的热导率分为各向同性热导率强化和各向异性热导率强化。     

固-固相变储热材料的研究进展

与固-液相变材料相比,固-固相变材料（SS-PCMs）受到的关注较少;鉴于SS-PCMs具有储能密度高、无毒且腐蚀性小、相变时无液体产生且体积变化较小、不易发生相分离以及过冷度小等优点,因而是一类具有发展潜力的相变材料。本文基于SS-PCMs的研究现状,对近年来几类重要SS-PCMs如多元醇SS-PCMs、高分子类SS-PCMs及无机盐类SS-PCMs的研究进展进行了综述。简要阐述了SS-PCMs的分类以及各类SS-PCMs的性能、相变储热机制和优缺点。同时介绍了选择固-固相变材料应用时的基本原则,并针对相变材料热导率低,过冷度大、稳定性差等问题的改性研究进行了综述,还简要综述了SS-PCMs的应用研究。最后指出,未来的研究应着眼于解决已合成SS-PCMs的缺陷,开发多功能的SS-PCMs,并在SS-PCMs的实际应用方面实现突破。     

基于多孔支撑体的形状稳定复合相变储能材料的研究进展

固-液相变材料（PCMs）是热能储存（TES）技术发展的关键因素,然而一些固有的问题如泄漏和热导率低等严重制约了相变材料的性能。因此,选择合适的方法构建形状稳定的复合相变材料（FSCPCMs）,并有效地提高其热导率是实现相变材料实用化的重要前提。多孔载体封装相变材料为构建具有高储能密度和优异热传输性能的定形复合相变材料提供了一条有效的途径。本文对不同FSCPCMs的制备、结构热学性能、应用等方面进行了综述,详细总结和讨论了孔径和几何形状、表面改性、作用力、组成等因素对FSCPCMs相变行为的影响。重点介绍了具有高热导率、高负载率和高潜热的新型多孔复合相变材料的设计和应用。最后,基于理论、数值和实验方法,展望了FSCPCMs在约束结构中的相变和多尺度传热方面未来的研究方向及其在能源转换方面的商业化应用。     

聚氨酯型固-固相变储能材料的合成与性能表征

采用两步溶液聚合法以DMF为溶剂，PEG、MDI、BDO为原料合成了一种聚氨酯型高分子固-固相变储能材料，运用傅立叶红外光谱（FTIR）、差示扫描量热仪（DSC）、偏光显微镜（POM）对该种材料进行结构分析和性能表征，对其相变行为和相变机理进行初步探讨。结果表明，所合成的PUPCM相变焓较大，热性能稳定。相变过程中不出现液体，是一种具有较大使用价值和发展前途的高分子固-固相变储能材料。     

耦合相变储热的金属氢化物反应器吸氢过程模拟

基于金属氢化物储氢反应,建立了相变材料蓄热的固体储氢反应器模型,模拟研究了吸氢压力等操作参数及相变材料的相变温度、固(液)态导热系数、相变潜热等物性参数对固体储氢反应器工作过程的影响. 结果表明,相变材料的固态导热系数和相变潜热对固体储氢反应器性能的影响较小,相变温度和液态导热系数对反应器性能影响较大. 相变温度越低,液态导热系数越大,储氢反应器性能越好. 在使用最优的相变材料储能时,提高充入氢气的压力可加快反应速率,强化相变材料的传热,有助于进一步优化反应器的储氢性能.     

定形相变材料研究现状

根据相变机理将定形相变材料分为固-固相变材料(SSPCM)和形状稳定相变材料(FSPCM)两大类,进而按材料组成将SSPCM分作有机和无机两类,按载体材料不同将形状稳定相变材料分作聚合物FSPCM和多孔材料FSPCM两类,并分别介绍了各类定型相变材料所包含的物质种类、性能特点,叙述了各类材料的研究现状。总结了定形相变材料的制备方法,包括物理吸附法、熔融共混法、微胶囊化及压制烧结法4种。指出定形相变材料的应用领域,以及在定形相变材料研究和应用中存在的问题。     

相变热界面材料导热增强及定形改善的研究进展

将相变时伴随潜热的相变材料（phase change material, PCM）特别是潜热值较大的固-液PCM引入热界面材料（TIM）领域,有望获得兼具储热和导热双功能的新型热界面材料——相变热界面材料（phase change thermal interface material, PCTIM）。然而,鉴于固-液相变材料的热导率普遍较低且存在液相流动泄漏问题,使得增强热传导并同时提升固-液相变材料的定形性成为研制高性能相变热界面材料（PCTIM）的关键。本文系统评述了国内外研究者在提升相变热界面材料热导率以及改善其定形性方面的策略及其研究进展。文中指出,目前强化PCTIM导热的手段主要有添加高导热填料、促使填料有序结构化以及使用低熔点金属等。在改善定形性方面,已运用的策略主要包括使用柔性载体负载固-液PCM以在保证一定柔性的基础上克服其液相泄漏问题,使用固-固PCM来取代固-液PCM来彻底避免液相泄漏问题的出现,以及将固-液PCM封装在微米级或纳米级胶囊内,旨在牺牲借助液相PCM增加柔性的功能,而且通过提高PCTIM的潜热值来提升其抗热流冲击性能。文章指出,当前已研制的PCTIM热导率还较低,储热和导热这两个特性对其散热性能的协同影响机制缺乏深入了解。今后,需要探索研制高性能PCTIM的新策略,以期获得定形性好、热导率高、界面热阻小且潜热值大的PCTIM,从而满足5G通信等高热流密度芯片的散热需求。     

化学法和共混法制备的PEG/CDA相变材料的性能比较——微相结构与储热性能的关系

分别采用化学键联和物理共混的改性方法制备了两种相变材料 ,并用偏光显微镜和透射电镜分别对它们进行观察 ,讨论两者的微相结构差异和结构随温度的变化 ,同时研究了微相结构与储热性能的关系。结果表明 :采用化学键联法制得的相变材料具有更小、更稳定的微相区 ,并且是通过固—固相变来储能和释能的 ;而采用物理共混法制得的相变材料 ,仅仅是两种原料聚乙二醇和二醋酸纤维素的简单混合 ,实际上发生的仍为固—液相变     

有机固-固相变储能材料的研究进展

对近年来国内外兴起的有机固-固相变储能材料进行了综述,根据改性方法的不同有机固-固相变储能材料被分为两大类即物理共混类复合相变储能材料和化学改性类复合相变储能材料,分别对两种相变材料的性能、储能机理、优缺点等方面进行了阐述比较,并对其应用和发展前景进行了探讨与展望。