MgO陶瓷基复合相变蓄热材料的制备和性能研究

利用熔融盐相变材料的高潜热和MgO陶瓷基体材料的耐高温和耐腐蚀等特性制备复合相变蓄热材料,同时为了提高蓄热材料的致密度,选用Bi2O3为粘结剂。采用阿基米德法得到相变蓄热材料的致密度,从而确定较理想的成型压力(表压)和成型时间分别为6 MPa和15 min,且通过XRD,TG-DTA,SEM和EDS检测分析,对MgO陶瓷基复合相变蓄热材料的性能进行初步研究。     

高温熔盐相变蓄热材料

高温蓄热技术是太阳能热动力发电系统的关键技术之一,通常利用相变材料(PCM)固液相变时的熔化潜热来蓄热。在轨道的日照期,聚能器将截取的太阳能聚集到吸热器圆柱形腔内,被吸收转化成热能,其中一部分热能传递给循环工质以驱动热机发电,其余的热能被封装在单元换热管上多个小容器内的PCM吸收储存起来,此时PCM部分或全部变为液态。在轨道的阴影期,小容器内的PCM部分或全部变为固态,储存的能量被释放出来,使出口的循环工质温度仍能维持在循环所要求的最低峰值温度上。保证空间站处于阴影期时热机仍能连续工作,保证连续供电。太阳能利用中…     

MWCNTs-水合盐复合相变材料的蓄热性能研究

研究CH₃COONa·3H₂O(SAT)/Na₂HPO₄·12H₂O(DSP)共晶盐的相变过程,分析亲水碳纳米管(HCNTs)对共晶盐热性能的优化效果。结果表明：SAT/DSP质量比为9∶1时共晶盐循环稳定性最好,且过冷度仅为2.5℃;随着HCNTs掺量提高,复合材料的热导率呈线性增长趋势,最高达到1.29 W/(m·K),较未加HCNTs时提升了182.89%,蓄热密度呈线性下降趋势,最多降低了5.59%。最后对各组HCNTs/SAT/DSP复合相变材料(CPCM)进行200次固-液循环,结果表明各组材料的循环稳定性良好,具备实际应用价值。     

一种新型复合相变蓄热材料的制备与表征

相变蓄热材料是太阳能高效利用的基础与关键。文章选用54%KNO_3-46%NaNO_3作为太阳能高温热电站的蓄热材料,并选用膨胀石墨作为添加剂,分别制备了膨胀石墨(EG)质量分数为1%和2%的新型太阳能复合相变蓄热材料KNO_3-NaNO_3/EG。然后利用同步热分析仪(SDT-Q600)测量上述蓄热材料的相变温度、潜热,利用扫描电子显微镜(SEM)观测上述蓄热材料的微观结构。分析结果表明:太阳能复合相变蓄热材料KNO_3-NaNO_3/EG的相变温度为224.28℃,相变潜热为105.8 J/g;添加膨胀石墨能够明显地增强蓄热材料的导热性能,石墨对蓄热材料的熔点影响较小。     

复合相变蓄能材料的制备及性能研究

综述了相变蓄能材料的研究进展,介绍了相变蓄能材料的种类和特点。阐述了溶胶一凝胶法的基本原理和特性,并用这一方法制备了两种有机-无机复合相变蓄能材料。对实验制备的新材料进行了差示扫描量热分析（DSC）、扫描电镜分析（SEM）,分析结果表明：经过有机-无机复合的相变蓄能材料具有较高的蓄热能力。两种新材料的相变热分别达到147.577 J/g和253.407 J/g,同时,该材料具有较好的热稳定性,是令人满意的复合相变材料,可广泛应用于太阳能利用、工业废热、余热回收系统。     

金属基与熔融盐复合蓄热材料的制备与性能研究

采用一定的制备工艺将金属基(泡沫镍)与K2CO3,Li2CO3,Na2CO3,LiOH和NaOH等熔融盐在一定温度下进行复合,得到一种新型复合蓄热材料。用扫描电镜,X-射线以及差热-差重分析等手段对复合蓄热材料的结构与性能进行研究,测试结果表明该复合蓄热材料达到了预期的结果;进一步讨论了复合时间和复合材料中熔融盐含有率关系以及复合温度和蓄热密度之间的关系。     

陶土基高温相变蓄热复合材料的制备

高级陶瓷基高温相变蓄热复合材料具有蓄热密度较高、基体耐腐蚀强等优点,但也存在制作成本高的缺点。本研究采用粉末烧结工艺将陶土分别同性能优良的高温熔融盐复合,成功地制备出蓄热密度高、耐腐蚀性好且成本低廉的相变蓄热复合材料。并对相变蓄热复合材料制备过程的工艺参数进行初步研究。     

三水合乙酸钠/蛭石复合相变蓄热材料性能优化研究

采用真空浸渍法将三水合乙酸钠（sodium acetate trihydrate,SAT）吸附在膨胀蛭石（expanded vermiculite,EV）微孔内,选择EV吸附SAT能力最佳的质量比为1:6。通过扫描电子显微镜（scanning electron microscopy,SEM）观察复合相变材料（composite phase change material,CPCM）的微观结构,显示EV微孔几乎完全被SAT填充。X射线衍射（X-ray diffraction,XRD）表明SAT与EV化学相容性较好,二者仅发生物理相互作用。通过差式扫描量热法（differential scanning calorimetry,DSC）测试EV在最大吸附能力下,复合材料的相变温度为57.6℃,接近SAT理论相变温度58.1℃;相变潜热为238.8kJ/kg。热重分析（thermogravimetric analysis,TG）结果显示复合材料热稳定性良好。因为EV负载体将SAT间隔为无数微单元,有效改善SAT相变过程中过冷和相分离现象,起到成核剂和悬浮剂的作用。实验研究结果表明,制备的CPCM具有较好的热物性以及稳定的热循环性能,有望成为相变蓄热材料应用于冬季供暖。     

铝/石蜡复合相变材料蓄热性能的数值模拟

相变储能材料由于其具有周期性储存和释放能量的特点,在电池热管理、太阳能发电等领域应用广泛,然而由于导热系数低的原因限制了其进一步的应用.高导热率泡沫材料的添加为解决这一不足提供了一种有效的方法.采用三周期性极小曲面(triply periodic minimal surface,TPMS)生成泡沫铝骨架,基于孔隙尺度数...     

热适应复合相变材料的制备与热性能

根据电子器件散热技术领域对热适应复合材料的性能要求,选取导热系数高且密度低的膨胀石墨作为无机支撑材料,石蜡作为有机相变材料,制备出高导热系数和储热密度的热适应复合相变材料.采用扫描电镜(SEM)、差示扫描量热仪(DSC)、偏光显微镜(POM)和Hot Disk热常数分析仪等多种测试技术,对复合相变材料进行分析研究;通过储/放热实验和1000次热循环实验研究了复合相变材料的传热性能和热稳定性.实验结果说明该复合相变材料具有形状稳定、导热率高、储热密度大等特点,并具有良好的热稳定性和使用寿命.     

高温相变蓄热的研究进展

从如下两个方面总结了高温相变蓄热的研究现状：①在高温相变材料(PCM)方面，重点介绍了高温相变材料的一些重要性能及其测量，高温相变材料的封装，高温复合相变材料及高温相变材料的应用；②在传热分析方面，主要介绍了相变过程的数值模拟和相变蓄热系统(LTES)的热力学优化。     

热泵热水器用相变蓄热材料的性能研究

为选择最合适的蓄热材料用于蓄热型热泵热水器,对三水醋酸钠(CH3COONa.3H2O)和石蜡的蓄热性能进行比较。研究采用添加增稠剂和成核剂,防止三水醋酸钠(CH3COONa.3H2O)的过冷与相分离;在石蜡内添加膨胀石墨,复合相变材料的储(放)热时间比石蜡的大幅度减少。在复叠式热泵热水器中,以75%石蜡+25%膨胀石墨作为蓄热材料,其储热时间为152min,放热时间为20min。     

高温复合相变材料储热电暖器的储热性能CSCD

本文研究了基于高温复合相变材料的相变储热电暖器,对其储热性能、内部流场和温度分布及温度调控机制进行了实验和模拟研究,并与镁砖显热电暖器的储热性能进行对比。结果表明这类相变储热电暖器的储热平均温度高、平均温差小、出风口温度高,整体性能要优于镁砖显热电暖器。相同体积下两种电暖器储热量相当,但相变储热电暖器的重量可减轻1.6倍;在相同储热时间和储热温度下,同等重量的相变储热电暖器较镁砖电暖器可多储热68%。结果也展示了这类储热电暖器温度控制测点选择的重要性,当选取距离加热单元10 mm处的测点作为温度调控点时,电暖器内的平均温度和储热砖体的最高温度均能满足安全要求,而且加热单元电源在谷电8 h储热过程中只需启停两次。     

多孔基无机玻璃-熔盐复合相变材料蓄热性能的实验研究

基于熔融浸渗法和黏结封装法,以多孔基作为基体材料,分别采用无机玻璃粉与熔盐作为相变材料开展实验,探究储热样本的最佳制备工艺流程。考察了复合相变蓄热体的显微结构及物相组成特征,分析了复合相变蓄热材料的质量损失率,并对蓄热体进行蓄热性能分析及高温抗压强度测试。实验结果表明,采用黏结封装法,以氯化钠作为相变材料,加盖圆柱形三角孔蜂窝陶瓷基体作为载体,设定6.5℃/min的升温速率,烧结温度至800℃,保温30 min,可制备蓄热性能较为优异的复合相变蓄热材料。复合相变蓄热材料的蓄热密度为445.5 kJ/kg,该蓄热体在800℃条件下高温抗压强度达到75.9 MPa,具有良好的蓄热性能和力学性能。     

良导热、形状保持相变蓄热材料的制备及性能

将石蜡与一热塑弹性体SBS复合制备了在石蜡熔融状态下仍能保持形状稳定的复合相变蓄热材料,复合材料保持了石蜡的相变性,相变潜热可高达纯石蜡潜热的80%,在复合相变材料中加入膨胀石墨后,热传导性有了显著提高,其放热时间比纯石蜡缩短了61%。     

多孔基无机复合相变材料的蓄热特性

添加多孔介质是提升PCM(相变材料)热导率、缩短其熔化时间的有效手段。本工作通过建立具有不规则分布多孔骨架的CPCM(复合相变材料)物理模型,系统研究了孔隙度、孔径、骨架形状对其蓄热特性的影响,并探讨了蓄热能力与蓄热速率之间的关系。结果表明,随着孔隙度的减小,CPCM的熔化速率增大,固液态PCM密度差引起的重力驱动力使PCM产生自然对流现象,加速了熔化过程。在相同孔隙度(0.80)下,当孔径越小时,多孔骨架表面积越大,所吸收的热通量越大,相变材料熔化越快。具有四面体形状骨架的CPCM由于具有最大比面积30.02 mm^-1,41 s内便完成熔化,相比比面积为19.93 mm^-1的二十面体快了13.5 s。孔隙度的减小虽有利于CPCM的熔化,但也会削弱其蓄热能力,本工作所确定的平衡孔隙度为0.80,可使CPCM的有效热导率达到8.07 W/(m·K)。因此,本工作可为低温蓄热材料提供理论依据和参考。     

石蜡/改性Al_2O_3相变储能材料的制备与性能研究

以石蜡为相变材料、改性Al2O3为载体、无水乙醇为溶剂,采用溶液插层法制备石蜡/改性Al2O3相变储能材料。差示扫描量热(DSC)结果表明PCM-2储能材料的熔化潜热值为142.7 kJ/kg,相变温度为60.9℃;扫描电镜(SEM)和红外(FT-IR)测试表明,吸附后的石蜡与Al2O3载体间具有很强的表面张力,可防止熔化后的石蜡从载体材料中流失;添加少量膨胀石墨后,PCM-2的导热系数从0.389 W/(m·K)提高到2.068 W/(m·K)。连续1000次吸放热试验后,未发现漏液和储热性能明显衰减情况,说明该储能材料具有良好的热稳定性和兼容性。     

季戊四醇与三羟甲基乙烷相变材料蓄热性能研究

对一类可用于太阳能中温蓄热的有机相变材料性能进行实验分析。相变蓄热材料具有储热密度大、温度波动小等优点,但也存在导热系数低、过冷度较大的问题,对相变材料进行复合,能有效改善其相变特性与导热性能。利用高温融化-混合的方法制备季戊四醇(PE)与三羟甲基乙烷(PG)的混合材料,使用DSC仪器分析相变温度与相变潜热,同时研究不同形核剂对混合材料的相变温度、过冷度的影响。利用压制成型—融化吸附—冷却的方法制备膨胀石墨与PE、PG的复合相变材料,用激光导热系数测试仪测试复合相变材料的导热性能。结果表明,PE与PG混合相变材料的相变温度区间基本在25℃以上,过冷度约15℃,膨胀石墨作为形核剂,使过冷度有一定减小。增加复合相变材料中膨胀石墨的含量能提高材料各个方向的导热系数。     

纳米金属/石蜡复合相变蓄热材料的实验研究

以石蜡为相变材料基体、纳米金属铜、镍、铝、铁和锌为导热增强剂、油酸为分散剂,采用超声波震荡法制备纳米金属/石蜡复合相变蓄热材料体系。通过复合蓄热体系的步冷曲线分析,结果显示纳米铁为有效导热增强剂。对不同质量分数纳米铁/石蜡复合相变蓄热体系进行DSC和导热系数测试分析,结果表明:随着纳米铁质量分数的增加,复合材料的导热系数逐渐增大,相变潜热值逐渐降低,相变温度变化不大;纳米铁质量分数为0.1%时,复合材料的固态导热系数可增大2.8倍,相变潜热值下降1.1%。