十二水磷酸氢二钠纳米复合相变材料的过冷特性

研制了一种以十二水磷酸氢二钠（Na₂HPO₄·12H₂O）为主储能材料的中低温相变材料。通过添加成核剂纳米Al₂O₃、纳米TiO₂、纳米石墨粉、多壁碳纳米管和高分子分散剂聚丙烯酸钠（PAAS）对Na₂HPO₄·12H₂O改性。结果表明,多壁碳纳米管减少过冷度的同时会破坏Na₂HPO₄·12H₂O的相变特性,添加3%（质量分数）的纳米Al₂O₃可以减少40.7%的过冷度,添加4%的纳米TiO₂可以减少44.6%的过冷度,添加4%的纳米石墨粉可以减少62.3%的过冷度。对于添加3%纳米Al₂O₃的复合相变材料,PAAS浓度对过冷度无影响;对于4%纳米TiO₂的复合相变材料,添加4% PAAS过冷度最低为3.2℃,减少了76.1%;对于4%纳米石墨粉的复合相变材料,2% PAAS过冷度最低为1.2℃,减少了90.7%;纳米石墨粉/PAAS/Na₂HPO₄·12H₂O三元复合相变材料经过100次循环实验后,发现具有较好的热稳定性。     

八水合氢氧化钡复合相变材料的制备及热力学性能研究

采用两步法制备了八水合氢氧化钡/碳酸钡/纳米铁复合相变蓄热体系。八水合氢氧化钡是一种质量储热密度较大的低温相变材料,其熔点温度为78℃,相变潜热为264kJ/kg,但其在相变过程中存在过冷且导热性能差的问题。通过在八水合氢氧化钡中添加碳酸钡为成核剂,纳米铁粉作为添加剂改善其热力学性能。实验结果表明,复合蓄热体系添加质量分数为1.0%的碳酸钡和0.2%的纳米铁时效果最优。通过DSC测试以及导热系数测量,其相变潜热为276.4J/g,导热系数为1.368 W/(m·K),比八水合氢氧化钡溶液上升11.7%。添加BaCO3后,过冷问题得到有效解决,也没有出现化学降解问题。     

真空绝热板绝热性能的研究

真空绝热板(Vacuum Insulated Panel)的绝热效果和板内的真空度,以及芯层材料有关,文章对真空绝热板的绝热机理进行了分析,并对影响真空绝热板的导热系数的众多因素加以论述。从影响因素入手,提出了提高VIP的绝热效果的方法。     

基于热管技术的相变材料强化传热技术进展

相变材料以其高蓄能密度成为蓄能领域的研究热点,但由于相变材料导热系数较低其应用受到很大的限制。针对此类现象,综述了微胶囊、金属材料、碳材料及热管技术强化相变材料传热性能的研究,并通过分析总结各种强化相变材料传热的方法的优点及缺陷。研究发现,发现热管与相变材料耦合的优势及潜力,但目前该研究处于初级阶段,仍需大量的研究工作以完善其耦合体系及其强化传热机理。     

开孔聚氨酯真空绝热板芯材的研究

采用开孔聚氨酯硬质泡沫作为真空绝热板的芯材,讨论了该芯材和板内真空度对真空绝热板隔热性能的影响。结果表明,由开孔聚氨酯硬质泡沫所制备的真空绝热板芯材孔径在140～220μm、开孔率在95%以上、密度为45～60kg/m3、板内真空度在10Pa以下时,具有良好的绝热效果。使用开孔聚氨酯硬质泡沫作为真空绝热板的芯材,导热系数可以降到10mW/(m.K)以下。     

真空绝热板的热工性能及其在冷藏集装箱上的应用

真空绝热板是一种超绝热保温材料,其热导率是常规保温材料的1/3～1/10。本文阐述了真空绝热板的隔热机理,通过实验分析了影响真空绝热板保温性能的关键因素——芯材的预处理及抽真空压力,经过预处理的芯材在10Pa真空压力下密封,可以达到并维持显著的绝热效果。我校研制的真空绝热板,其热导率在0.01 W• m^-1•K^-1以下,将其应用于冷藏集装箱,可以大大降低冷藏集装箱的漏热量,减少能耗达26.82%以上,同时增加冷藏集装箱的载货量,提高其经济性。     

甲酸钠/氧化铜复合相变材料的制备与热力学性能测试

配制了甲酸钠/氧化铜复合相变材料。通过恒温槽实验对比了甲酸钠,乙酸钠,丙酸钠以及氯化铵的性能,选择了性能最优的甲酸钠。通过配制不同浓度的甲酸钠溶液,对比其性能,发现29.4 wt%甲酸钠溶液的效果最好。为了优化溶液的导热性能,通过对比不同纯金属纳米材料和金属氧化物纳米材料的种类以及对比添加同种纳米材料不同的质量分数,发现添加0.5 wt%的氧化铜效果最优。通过Hot Disk和DSC实验对配方进行了导热值以及潜热值的测量,结果显示添加了纳米材料的配方其潜热为250.4 J/g,相变温度为-16℃,导热系数为1.078 W/（m·K）,比未添加的导热能力提高了9.66%。实验过程中未发生化学沉降等现象。     

开孔聚氨酯真空绝热板芯材的研究

选用开孔聚氨酯作为真空绝热板的芯材,讨论了该芯材开孔率、容重、孔径和强度对真空绝热板隔热性能的影响以及真空度对芯材的影响。介绍了芯材预处理工艺。结果表明,使用开孔聚氨酯作为真空绝热板的芯材,导热系数可以降到10 mW/(m.K)以下。     

水基纳米TiO_2复合相变材料的制备及性能

针对水作为冷藏保鲜领域常见的蓄冷剂存在相变时过冷度大、导热系数小的现象,研制了一种以水作为基液,添加纳米粒子及分散剂的复合相变材料,该材料配方质量比为水+0.7%纳米二氧化钛(TiO_2)+1.0%十二烷基苯磺酸钠(SDBS),相变温度为0.216℃,相变潜热为353.1 k J/kg。在水中加入纳米TiO_2使水在相变过程的过冷度降低了5~6℃,且导热系数较基液提高了62.7%,从0.598 8 W/(m·K)升至0.974 5 W/(m·K);同时添加分散剂SDBS,改善了水基纳米TiO_2的沉降问题,提高了材料的稳定性,防止相分离。结合理论与实验,总结分析了纳米TiO_2与分散剂SDBS不同质量比的水基纳米复合相变材料的热性能,确定纳米TiO_2与分散剂SDBS在水中的最佳质量添加比为7∶10。通过最优例材料静置后的颜色观察和导热系数测试,表明纳米TiO_2在水中具有良好的分散稳定性。