SiO2/棕榈酸材料的制备及其热分析

将二氧化硅(SiO_2)颗粒混入熔融的棕榈酸(Palmitic Acid,PA)中,通过搅拌和超声制备SiO_2/PA复合相变储能材料。利用红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)等分析方法对SiO_2颗粒进行表征。结果表明,文中所涉及二氧化硅的粒径分别为10μm、2μm和15 nm。采用红外光谱仪及差示扫描量热仪(DSC)对SiO_2/PA复合相变储能材料的化学成分、结构和热性能做了表征和测试。经红外光谱分析表明,所得复合物的典型化学键中未发现新键,即复合物中未形成新物质。对复合材料的热分析结果表明,由于SiO_2颗粒的加入,复合物的相变焓有升高的趋势,而其熔点与纯基体材料相比相差不大。     

PEG/PAM复合定形相变材料的制备与热性能

为了设计制备具有较高相变焓的复合定形相变材料,采用化学交联法制备半互穿网络型聚乙二醇/聚丙烯酰胺(PEG/PAM)复合定形相变材料,并通过分子动力学模拟计算其导热系数;采用DSC、TG、泄漏率测试和导热系数测试对复合材料的热性能、热稳定性、固-固定形效果和导热性能进行研究.结果表明:随着PAM含量升高,PEG/PAM复合材料的热焓值和泄漏率降低,热稳定性和导热率增加.其中,PEG质量分数为70%时,复合相变材料具有高的相变焓107 J/g、良好的热稳定性和优异的定形效果.通过模拟计算得出的导热系数值和实验值相一致,误差值都小于5%.本结论能对更复杂复合定形相变材料的导热系数进行预测和理论指导.     

CaCl2·6H2O/EG复合相变材料的制备与性能研究

为了改善六水氯化钙的蓄放热性能,以六水氯化钙为相变材料（PCM）、膨胀石墨（EG）为载体、六水氯化锶为成核剂,采用物理吸附法制备六水氯化钙/膨胀石墨复合相变材料,研究复合相变材料的热物理特性. 采用步冷曲线法,研究复合相变材料的过冷度、蓄/放热性能和热循环稳定性;采用扫描电镜、差示扫描量热法、热流计导热仪,对复合相变材料的显微形貌、相变潜热、相变温度、比热容和导热系数进行测定. 结果表明：在六水氯化钙中添加质量分数为10%的膨胀石墨和质量分数为2%的六水氯化锶,复合相变材料的相变潜热为151.6 J/g,导热系数提升至3.328 W/(m·K),过冷度保持在2 °C以内. 相变材料的导热系数及过冷度得到显著改善.     

驻极体电纺膜的荷电特性及其空气过滤性能

为开发高效低阻且滤效持久的空气过滤材料,采用静电纺丝技术对PVDF、PI两种极性不同的驻极体进行不同比例SiO_2纳米颗粒掺杂改性,并对所得SiO_2/PVDF和SiO_2/PI两种复合电纺膜的表面形貌、纤维直径、机械性能、荷电特性、过滤性能进行测试表征.结果表明:与SiO_2/PI复合纳米纤维膜相比,SiO_2/PVDF复合纳米纤维膜表面带有更高的初始表面电势,且电势衰减较慢;随着纳米SiO_2比例的提高,SiO_2/PVDF复合纳米纤维膜的荷电性能和过滤性能均先提高后下降;当SiO_2/PVDF质量比达到10/100时,其荷电性能和过滤性能均达最佳,此时初始表面电势达到-8.7 kV;面速率为32 L/min时其过滤效率为99.328%@0.26μm,过滤阻力约70 Pa.而SiO_2/PI复合纳米纤维膜的机械性能、荷电效果和过滤性能随着SiO_2比例的提高严重下降.     

聚乙二醇/氧化石墨烯相变储能材料研究

以氧化石墨烯(GO)为载体材料和导热增强相,聚乙二醇(PEG)为相变材料,制备得到了聚乙二醇/氧化石墨烯(PEG/GO)复合相变储能材料。对产物进行FTIR、SEM、DSC等测试表征,并分析了GO的添加量对制备得到的PEG/GO复合相变储能材料的相变稳定性和导热性的影响。实验结果表明,GO的高比表面积和二维片层结构有利于提高其对PEG的吸附效果,当GO含量为15%时,PEG/GO复合相变材料在高于PEG熔融温度时具有良好的形状稳定性,其热导率与纯PEG相比提高了近6倍,同时复合材料仍具有较高的相变焓。     

硬脂酸甘油酯/泡沫金属相变材料储热性能

利用真空熔融浸渍法制备单硬脂酸甘油酯(GMS)/泡沫金属复合相变材料,并利用纳米石墨片(GnPs)进行改性实验,研究改性后的性能;对复合相变材料进行导热率、SEM、XRD、DSC测试。结果表明,复合相变材料制备过程中无反应,有较好的相容性;有机物较好地吸附在泡沫金属骨架上,经GnPs改性后,在金属孔隙中形成纳米级的层状褶皱结构,提高了吸附性和热导率;复合相变材料的相变潜热随填充量的增大而增大,PPI大的泡沫金属对GMS吸附更好,但是热导率有所降低,GnPs改性后甘油酯的填充量和材料导热系数均有所提高。     

氮化铝基复合相变材料的制备及性能研究

利用氮化铝材料的高导热的特性,采用造孔剂法烧制出多孔氮化铝材料,再采用真空吸附法吸附正十八烷相变材料制备正十八烷/氮化铝复合相变材料。采用扩散-渗出圈法确定出烧制多孔氮化铝材料所需粉料的最佳配比,并对正十八烷/氮化铝复合相变材料进行了DSC、SEM、FT-IR、TG及导热系数测试。结果表明:粉料中氮化铝含量为50%,造孔剂含量为30%是最佳配比量,烧制出来的多孔氮化铝材料不易坍塌,且吸附率为42.92%;多孔氮化铝材料内部的孔隙完全被正十八烷填满,没有多余的孔隙;复合相变材料具有良好的化学稳定性和热稳定性;复合相变材料的导热系数为2.031 W/(m·K),具有良好的导热性。因此,制备的正十八烷/氮化铝复合相变材料应用于建筑内部,具有良好的节能性。     

己二酸/石墨烯复合储热材料的制备与性能研究

以石墨烯为导热增强相,己二酸(AA)为相变材料,采用真空熔融吸附的工艺制备出己二酸/石墨烯复合相变储热材料。通过FT-IR、DSC、热常数分析仪、TG、FE-SEM及热循环实验对制备的复合材料进行了结构和性能研究。结果表明:石墨烯能够有效吸附己二酸,两者之间化学相容性良好;当石墨烯的掺量6%时,制备的复合材料的相变潜热为241.2J/g,相变温度150.3℃,导热系数为2.04W/(m·K);300次循环后,复合材料具有较好的热稳定性。     

混合纳米填料对复合相变材料导热系数的影响

为了研究混合纳米填料对复合相变材料导热系数的影响,制备以碳纳米管和银(或氧化铝)纳米颗粒为二元混合填料的有机类复合相变材料.采用瞬态平面热源法导热仪对复合相变材料在室温下固态时的有效导热系数进行测试.研究中综合考虑填料总加载量、碳纳米管/纳米颗粒的配比以及基底相变材料对复合相变材料有效导热系数的影响.实验结果表明,碳纳米管和纳米颗粒填料之间是互相抑制的,混合纳米填料所导致的复合相变材料导热系数增长甚至低于仅添加单一碳纳米管或纳米颗粒时的效果.在本研究所关注的较低的总加载量下(最高体积分数为1.5%),尚不足以构建出能够实现混合填料协同效果的有效导热网络.纳米填料分布的微观表征图片证实,虽然混合填料各自的分布都较为均匀,但导热机理的差异和较高的界面热阻使得不同纳米填料之间无法体现出理想的协同效应,反而导致当单一纳米填料之间的导热通路被破坏时会呈现出反效果.     

乙二醇单硬脂酸酯-十六醇复合相变材料的热性能

以乙二醇单硬脂酸酯(EGMS)和十六醇(H)为原料,采用熔融共混法制备EGMS-H复合相变材料。利用X射线衍射(XRD)和傅里叶变换红外光谱分析(FT-IR)对复合相变材料的结构和组成进行表征,并通过差示扫描量热法(DSC)、热导率测试仪及步冷曲线考察复合相变材料的热性能。结果表明:EGMS和H复合后形成简单机械混合物;当EGMS和H的质量比为1∶1时,形成低共熔混合物,低共熔点温度为41.6℃;体系复合相变时平均传热速率较纯十六醇下降了41.13%;EGMS-H复合相变材料导热系数最低为0.227 6 W/(m·K),相对于纯EGMS或H,具更长的保温时间。     

离子掺杂和碳修饰对Li_2FeSiO_4结构和性能的影响

采用高温固相反应方法合成锂离子电池正极Li_2Fe_(1-x-y)Mn_xNi_ySiO_4/C复合材料,并采用X-ray线衍射、扫描电子显微镜和电化学分析方法,研究了Ni和Mn离子共掺杂及碳修饰复合改性对复合材料结构和性能的影响。结果表明,复合改性没有对材料的晶体结构造成改变,镍锰离子共掺杂和表面碳包覆能有效提高材料的比容量和循环性能;以C/32倍率充放电,复合掺杂得到的Li_2Fe_(0.6)Mn_(0.2)Ni_(0.2)SiO_4/C材料样品的电化学性能最优,根据实测结果,该复合材料的首次放电比容量达到149 m Ah·g~(-1),充放电循环10次以后容量保持率仍有95.3%。     

石蜡@SnO_2-Al_2O_3微胶囊复合相变材料的合成及其热物性

通过原位化学沉积的方法制备了石蜡@SnO_2-Al_2O_3微胶囊复合相变材料,采用场发射扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶红外光谱仪(FT-IR)以及X射线衍射仪(XRD)等方法测定分析了该复合相变材料的微观表面形貌、化学构成和晶体结构;采用差示扫描量热计(DSC)、热导率仪和热重分析仪(TGA)法测试分析了该复合材料的相变特性、热导率以及热稳定性等热物性。结果表明:原位化学沉积方法可成功制备石蜡@SnO_2-Al_2O_3微胶囊复合相变材料,且石蜡@SnO_2-Al_2O_3复合材料具有明显的核壳结构;石蜡@SnO_2-Al_2O_3微胶囊复合相变材料的相变潜热为85.14 J/g,该复合材料的热导率有明显提高,并在190℃以下表现出优异的热稳定性能。     

聚二乙二醇十六烷基醚单丙烯酸酯/氧化石墨烯复合定型相变材料的制备及表征

利用溶液共混法制备了聚二乙二醇十六烷基醚单丙烯酸酯/氧化石墨烯(PC16E2AC/GO)复合定型相变材料.通过SEM、DSC和TG对复合材料的形态结构、热性能和热稳定性进行了研究.结果表明:GO的加入能显著提高PC16E2AC梳状聚合物相变材料的定型性,当GO质量分数为5%时,PC16E2AC/GO复合定型相变材料具有较高的热焓值、良好的热稳定性和热定型性.该GO含量的复合相变材料不仅在远高于PC16E2AC熔融温度的条件下可保持良好的形态,而且经85℃恒温热处理100 min后没有出现PC16E2AC的渗漏.此外,300次冷热循环测试证实其具有良好的热循环稳定性.     

复合相变蓄热材料太阳能通风井性能

针对太阳能通风井道蓄热单元的技术需求,制备了复合相变蓄热材料,并将其应用于通风井壁,建立了基于复合相变蓄热材料的太阳能通风井测试系统,并测试了其运行性能。结果表明：添加5%碳纳米管制备的复合相变材料,其导热系数为0.65 W/m·K,是添加前的2.03倍,相变潜热为107 J/g,是添加前的0.718倍。应用上述材料的太阳能通风井测试系统在10：00-21：00时段通风量为55.0~103.9 m³/h,其中在17：00风速和风量达到最大,为良好的自然通风提供了保障。     

相变储能充填体强度与热学性能

以硬脂酸丁酯为相变材料、膨胀珍珠岩为吸附介质制备复合相变材料,将其按一定质量分数替代尾砂后与水泥、尾砂混合制成相变储能充填体。为探究相变储能充填体强度和热学性能表现,分别制备不同灰砂比、质量分数和复合相变材料质量分数添加量的相变储能充填体,并采用DSC、SEM、单轴压缩试验、巴西劈裂试验和导热系数试验等测试方法得到不同配比相变储能充填体的强度特征、导热系数及微观特征。结果表明：相变储能充填体内存在3种孔隙结构,分别为微小气泡、胶结物质与复合相变材料黏结裂隙以及膨胀珍珠岩内部多孔结构。灰砂比1∶6制备的充填体强度约为1∶4充填体强度值的1/2;相同配比时质量分数由68%增加到72%,其强度近似线性增加;充填体强度随复合相变材料添加量的增大逐渐下降,但下降趋势随添加量继续增大而有所减缓。复合相变材料与硬脂酸丁酯相比相变温度下降1.1℃,相变焓值减少45.24 J/g,比热容不变,添加复合相变材料后相变储能充填体导热系数最大下降幅度为6.5%。     

水合硝酸锰复合果壳多孔碳的相变热储能研究

开发具有较高潜热的蓄热型相变材料可以满足工程热能管理应用和建筑节能的需求,而且充分利用材料的相变潜热储能有助于缓解全球传统能源不足的问题。文章采用真空浸渍法,制备水合硝酸锰(Mn(NO_3)_2·6H_2O)/果壳多孔碳基复合相变材料,通过多种测试技术手段对其微观结构和热性能进行了分析,并研究了相变材料在多孔碳中的相变行为和热储能机制。结果表明:摩尔浓度为1.67 mol/L的复合相变材料MNCPCM-2具有均匀的Mn(NO_3)_2·6H_2O颗粒分布和较大的比表面积,其熔化相变温度T_m、相变潜热焓ΔH_1分别为27.6℃和173.6 kJ/kg,存储效率为95.7%;经过1 000次热循环,其熔化相变温度提高了13.0%,相变潜热焓降低了20.6%,最小存储效率为92.1%,且过冷度和失重较小,具有优良的相变储热和热稳定性及较好的热循环性能。     

碳纳米管填料对相变储能式热沉性能的影响

为了评估纳米复合相变材料在相变储能式热管理技术中的应用潜力,采用实验方法研究碳纳米管填料对相变储能式电子器件热沉瞬态性能的影响.选用十六醇为基底相变材料,以多壁碳纳米管为填料制备了不同质量分数（0.3%、1%和3%）的纳米复合相变材料,对复合相变材料的关键热物性进行表征.在短时较高热流密度（高达7.0 W/cm2）加热条件下,比较热沉（分为有翅片和无翅片2种结构）的瞬态性能随纳米复合相变材料中碳纳米管质量分数的变化规律.实验结果表明,在添加了碳纳米管填料之后热沉的性能较采用纯十六醇的工况有所削弱.虽然加入碳纳米管后纳米复合相变材料的导热系数有所提升,但黏度的急剧增加极大地削弱了熔化过程中的自然对流效应,从而抵消了导热强化所带来的性能提升.     

一种新型高温复合相变蓄热材料的制备

采用粉末烧结工艺将相变材料Na2CO3和基体材料MgO进行复合,制成一种新型高温复合相变蓄热材料.通过XRD和TG?DTA分析,结果表明:由Na2CO3/MgO构成的复合相变蓄热材料具有良好的化学相容性,在845℃时出现吸热峰.通过对其蓄热密度的计算可知:制备成的蓄热材料具有蓄热密度高的特点,能够实现高温蓄热.     

PEG/活性炭相变材料改性沥青

利用PEG/活性炭复合固-固相变材料对沥青进行改性,制备出相变材料改性沥青。对不同配比的相变材料改性沥青进行老化、高低温交变等处理,观察其外观,并利用电子拉力试验机和热机械分析仪(TMA)测试改性沥青的延展性、软化点等性能。研究表明,当PEG/活性炭相变材料含量为20%时相变材料改性沥青的延展性最好,相变材料含量为15%~25%时,改性沥青的软化点明显提高。     

不同方法制备LiNO3NaCl/EG复合相变储热材料的热物性分析

选用LiNO_3-NaCl(87:13)二元混合相变熔盐作为相变材料,高导热系数的膨胀石墨作为复合基载材料,分别采用机械混合熔融法和超声波粉碎法制备了LiNO_3-NaCl/EG复合相变材料。通过热重及同步热分析仪对复合材料的热物性进行了测试分析。进而比较了不同制备方法的优缺点,并通过相变理论对材料的相关物性进行了分析。