纳米铜粉/石蜡复合相变储能材料的性能研究

针对石蜡作为固-液相变储能材料存在导热系数小、传热性能差的缺点,利用两步法制备了分散均匀稳定的纳米铜粉/石蜡复合相变材料,并研究了其热物性能。研究表明,纳米铜粉的加入能略微降低石蜡相变储能材料的相变潜热,对相变温度的影响不大,但能有效提高石蜡相变储能材料的导热系数,且使纳米铜粉/石蜡复合相变材料具有较好的热稳定性。     

石蜡/SiO_2储能相变材料的制备与热性能研究

以工业石蜡为相变芯材,在硅烷偶联剂参与下,通过溶胶-凝胶法制备石蜡/SiO2储能相变材料。并利用透射电子显微镜,热重分析,傅里叶红外光谱仪和方差扫描量热法等测试技术对石蜡/SiO2储能相变材料的结构和性能进行了测试和分析,最后利用瞬态热线法对石蜡/SiO2储能相变材料的导热系数进行了测试。结果表明,石蜡/SiO2储能相变材料的相变芯材石蜡在吸热熔化后不会渗漏;石蜡/SiO2储能相变材料中石蜡的含量约为39%时,相变温度和相变潜热分别为39.15℃和59.33J/g;石蜡/SiO2储能相变材料的导热系数为0.0845 W/(m·K),可作为一种良好的保温隔热建筑材料。     

石蜡/改性硅藻土复合相变储能材料的制备及性能研究

以石蜡为相变储能材料,改性硅藻土为载体,无水乙醇为溶剂采用溶液插层法制备了石蜡/改性硅藻土复合相变储能材料,利用综合热分析仪(TG-DSC)测定了复合材料的相变温度、相变潜热及复合材料的热稳定性,通过扫描电镜(SEM)、FT-IR分别对复合材料的微观结构及兼容性进行了表征,结果表明:复合相变储能材料中石蜡的适宜含量为65%,此时相变温度为53.7℃,相变潜热为147.93J/g,复合材料具有良好的热稳定性和兼容性。     

纳米铜粉／石蜡复合相变储能材料的性能研究

针对石蜡作为固一液相变储能材料存在导热系数小、传热性能差的缺点,利用两步法制备了分散均匀稳定的纳米铜粉／石蜡复合相变材料,并研究了其热物性能。研究表明,纳米铜粉的加入能略微降低石蜡相变储能材料的相变潜热,对相变温度的影响不大,但能有效提高石蜡相变储能材料的导热系数,且使纳米铜粉／石蜡复合相变材料具有较好的热稳定性。     

石蜡/膨胀珍珠岩复合相变材料的性能研究

以石蜡(PA)为相变材料,膨胀珍珠岩(EP)为载质,利用直接吸附法制备出PA/EP复合相变材料。通过红外光谱、扫描电镜、差示扫描量热仪和热重分析仪对复合相变材料的微观结构、相变温度、相变潜热和热稳定性进行表征。结果表明:PA能较好的吸附在EP孔隙内,当复合相变材料中PA质量分数为66.6%时,其吸附量已达到饱和值,起始相变温度为57.1℃,相变潜热为133J/g,热稳定性最优。PA与EP之间的结合未发生化学反应,PA的热性能没有改变。复合相变材料在调控大体积混凝土及磷酸镁水泥水化热领域有着很大的应用潜力。     

纳米铝粉/石蜡复合相变储能材料的性能研究

针对石蜡作为固-液相变储能材料存在导热系数小、传热性能差的缺点,采用两步法制备了分散性较好的纳米铝粉/石蜡复合相变材料,并对其热物性能进行了实验研究.研究表明,纳米铝粉的加入有效地提高了石蜡相变储能材料的导热系数,而对相变潜热和相变温度影响不大.     

石蜡-正辛酸/石墨相变材料的制备及热物性分析

目的 为了减少产品在运输过程中由于温度而造成的损坏,研发一种石蜡-正辛酸/石墨相变材料,并探究其性能.方法 主要通过热物性实验,包括差示扫描量热、TEMPOS热特性来分析石蜡-正辛酸/石墨相变材料的性能.结果 配置了6种不同质量比的石蜡和正辛酸,质量比为0.2:0.8的石蜡-正辛酸达到共晶点,相变潜能为161.31 J/g,相变温度为13.4℃;以质量比0.2:0.8的石蜡-正辛酸为原料,添加不同添加量的石墨来提高导热性能,发现当石墨质量分数为20％时,导热系数提高了3.9倍,且循环稳定性好.结论 从相变潜能、相变温度和导热系数等3个方面考虑,当质量分数为20％的石墨添加在质量比为0.2:0.8的石蜡-正辛酸相变材料中,可得最佳石蜡-正辛酸/石墨相变材料,满足10～20℃运输环境的要求.     

脂肪酸相变材料导热系数测试及相变传热过程的数值模拟

相变材料在相变过程中由于材料本身状态的变化,其相变传热过程属于具有移动边界的非线性过程,针对相变材料相变传热过程中非线性传热特征,对月桂酸-癸酸混合脂肪酸相变材料的热性能进行了研究,利用差示扫描量热法(Differential Scanning Cal-orimetry)对相变材料的相变潜热和相变温度进行了测试,利用DRE-2C导热系数测定仪测试了不同摩尔比例脂肪酸相变材料以及相变材料在不同测试温度下的导热系数,通过将无机多孔材料硅藻土和脂肪酸相变材料混合制备了一种无机复合相变材料,并对其导热系数和蓄放热性能进行了测试,利用有限元法对相变材料的相变过程进行了数值模拟。研究表明,脂肪酸相变材料的导热系数和其相变温度呈反比关系,相变材料的相变温度越高,其导热系数越低。对于同一相变材料来说,相变材料的导热系数随着材料温度的升高而升高,硅藻土的掺入明显增加了相变材料的导热系数,复合相变材料蓄放热速率加快,改善了相变材料的传热性能。有限元模拟分析法可以较好地描述相变材料的传热过程,相变材料的导热性能需要强化以提高其蓄放热的速率和频率。     

碳纳米管/石蜡相变复合材料研究进展

石蜡系相变材料具有较高的潜热值和单位质量储能密度,近年来引起了国内外学者的广泛关注与研究.作为中低温相变材料中重要的一类,石蜡系是制备室温及低温环境下相变复合材料的首选,但是导热率较低等缺陷阻碍了其进一步的工业化进程.碳纳米管具有独特的微观结构和优良的导热性能,故被认为是有望显著改善石蜡系相变材料热性能不足的重要候选材料之一,因此碳纳米管/石蜡相变复合材料的制备及性能研究成为热点问题.本文综述了近年来石蜡系相变材料与碳纳米管复合材料的研究现状,针对其制备设计、微胶囊化及实际应用等方面的进展进行系统归纳和评论,并对碳纳米管/石蜡相变复合材料所面临的挑战(制备工艺复杂、稳定性差、实际评估少等)及未来可能的研究重点(掺杂比、浸润性、经济性等)进行展望.     

石蜡微胶囊相变蓄热砂浆的热性能与热红外性能

通过测定保温砂浆的热焓与相变温度,试件的导热系数、表面温度和红外图像,考察了石蜡微胶囊相变蓄热保温砂浆的热性能与热红外性能。结果表明,砂浆中的相变材料保持了相变蓄热性能,热焓为15J/g,相变温度峰值在62.6℃,温度范围为40～80℃;保温砂浆的导热系数0.18～0.42W/m·K之间,随着石蜡微胶囊含量的增加,其导热系数降低;模拟加热实验中,相变蓄热砂浆试件表现出良好的蓄热性能与保温性能;室外太阳照射试验中,与空白样品比较,石蜡微胶囊砂浆试件的表面温度低5～8℃。     

膨胀石墨基相变储能材料的制备及性能研究

以膨胀石墨作为主导热材料,石蜡作为相变储热材料,通过真空浸渍法制备了膨胀石墨-石蜡复合相变储能材料,研究了石蜡质量分数对复合相变储能材料微观形貌、物相结构及热性能的影响。结果表明,膨胀石墨和石蜡反应后生成的复合相变储能材料主要依靠物理吸附结合,石蜡均匀覆盖在膨胀石墨的表面以及孔隙中,当石蜡质量分数为91%时,复合相变储能材料的密封性和结构致密性最佳,几乎不发生泄露。随着石蜡质量分数的增加,复合相变储能材料的熔点逐渐增大,热分解温度逐渐提高,石蜡质量分数91%的复合相变储能材料相比石蜡质量分数85%的相变材料热分解温度提高了约15℃。随着石蜡质量分数的增大,复合相变储能材料的导热系数和热扩散系数持续降低,密度先降低后增加,比热持续增大。当石蜡质量分数为94%时,复合相变储能材料的导热系数和热扩散系数均为最低值,分别为2.492 W/(m·K)和0.605 mm²/s;当石蜡质量分数为91%时,复合相变储能材料的密度为最小值0.794 g/cm³,对应比热为5.462 J/(g·K)。分析可得,石蜡质量分数为91%的复合相变储能材料的综合性能最佳...     

石蜡对无机复合相变储热体系的改性研究

水合盐相变储热材料普遍存在的过冷和相分离现象是影响其热稳定性和热性能的关键问题。以中低温水合盐相变储热材料MgCl₂·6H₂O（MCH）和MgSO₄·7H₂O（MSH）为研究对象,以活性炭（ACC）为添加剂,采用熔融共混法制备了MCH-MSH-ACC混合体系,并以石蜡（PA）为调节剂,制备了MCH-MSH-ACC/PA复合材料相变体系。研究了PA对复合相变体系的相变焓、相变温度、过冷度及相分离的影响。结果表明：微量PA的添加有助于提升MSH-MCH-ACC/PA体系的相变储热性能,和其他PA含量体系相比较,PA含量为0.5wt%的体系在储热阶段所需时间最短,而放热阶段持续时间最长,其初始相变焓值可达到321.75 kJ/kg,循环试验后相变焓稳定在310.25 kJ/kg。所制备的新型共混MSH-MCH-3wt%ACC/0.5wt%PA复合相变体系具有良好的储热性能和循环稳定性能。     

膨胀石墨定形复合相变材料热性能可视化研究

膨胀石墨(EG)作为吸附材料不仅可以防止石蜡(PA)泄漏，还可以提高复合相变材料的导热系数。采用熔融混合法制备了EG含量不同的3种石蜡/膨胀石墨(PA/EG)定形复合相变材料，并对复合相变材料的潜热、热导率、热稳定性和热分解特性进行研究；搭建了可视化控温系统，在恒热流密度下采用红外热成像仪对复合相变材料传热特性进行可视化研究。研究结果表明：EG含量为30%(wt,质量分数，下同)时，复合相变材料导热系数为5.21W/(m·K),与PA相比提高约20倍；随着EG含量的增加，复合相变材料的相变焓逐渐降低，当EG含量为30%时，循环100次后复合相变材料的相变焓为183.6J/g;从熔融过程的温度可视化结果可得，复合相变材料中的EG虽然削弱了自然对流的影响，但是由于其导热系数远高于PA,所以复合相变材料温度变化较为明显。     

石蜡-硬脂酸/石墨复合相变材料的储热性能研究

由二元相图确定出石蜡-硬脂酸二元低共熔物的质量配比为m(石蜡)∶m(硬脂酸)=17∶8,按上述配比通过熔融共混法制备出石蜡-硬脂酸复合相变材料,将石蜡-硬脂酸复合相变材料与石墨通过熔融共混法制备出石蜡-硬脂酸/石墨复合相变材料,通过储/放热实验和差示扫描量热法(DSC)对石蜡-硬脂酸和石蜡-硬脂酸/石墨复合相变材料的热性能进行了测试和表征。结果表明,石蜡-硬脂酸复合相变材料的相变储热性能好;随着石墨含量的增加,石蜡-硬脂酸/石墨复合相变材料的储/放热时间明显缩短,导热性能大幅度提高,但相变潜热逐渐降低,相变温度保持不变。制备的石蜡-硬脂酸/石墨复合相变材料具有合适的相变温度、较高的相变潜热,导热性能优良,可用于低温储能领域。     

膨胀石墨微观结构调控及其与石蜡复合相变储能材料研究

采用热分析、导热仪和扫描电镜技术分析了膨胀石墨的颗粒尺度、膨化速率对微观孔洞结构的影响以及对膨胀石墨/石蜡相变储能复合材料的综合性能影响规律。结果表明,小颗粒尺度膨胀石墨有助于降低复合材料的相变滞后,并提高材料密度;慢速升温膨化则有助于使膨胀石墨获得更加均匀、细密的孔洞分布,提高膨胀石墨/石蜡相变储能复合材料的热导率。膨胀石墨在复合材料中的比重是热导率的决定性因素之一,调整膨胀石墨的微孔结构对改善石墨/石蜡相变储能复合材料的综合性能具有重要意义。     

太阳能建筑用石蜡/CNTs相变乳液的制备及光-热性能研究

结合建筑结构在太阳能领域的蓄热控温特点,采用"两步法"制备出适用于太阳能蓄热的新型石蜡/CNTs相变乳液,通过纳米粒度电位仪和布鲁克旋转黏度仪分析了CNTs掺量对相变乳液技术性能的影响,确定最佳CNTs掺量;再采用差示扫描量热仪、导热系数测定仪、自制太阳光-热转换装置及紫外/可见/近红外分光光度计探究相变乳液的热物性能和光-热转换性能。结果表明,随着CNTs掺量的增大,相变液滴的粒径分布和运动黏度发生较为明显的变化,综合考虑相变乳液的稳定性及泵送性,推荐石蜡相变乳液中CNTs的最佳掺量控制为0.6%。由于石蜡具有较高的相变储热性能及CNTs具有较大的导热系数,掺加石蜡/CNTs能够显著增强相变乳液的导热性能和光-热转换能力,完全可用于建筑结构中以达到对太阳光辐射的蓄热与调温作用。     

粉煤灰-硅藻土复合相变储能材料制备及导热强化

固废资源化利用是实现节能减排的重要途径,以月桂酸为相变工作介质,以粉煤灰-硅藻土二元载体为封装材料,碳纳米管为导热剂,采用直接熔融共混法制备出月桂酸/粉煤灰-硅藻土/碳纳米管复合相变储能材料。采用热扩散渗透测试、傅里叶红外光谱仪(FTIR)、差示扫描量热仪(DSC)、热重分析仪(TGA)、无纸记录仪等分别考察了定形复合相变储能材料的承载性能、微观结构和热物性。结果表明:粉煤灰-硅藻土二元载体可有效防止月桂酸的泄漏,当二元载体中月桂酸的质量分数为28%时可制得无泄漏复合相变储能材料,且原样粉煤灰利用率为55%;FTIR结果表明复合材料中各组分之间相容性好;DSC测得其熔化相变温度为45.79℃,相变潜热为51.06 J/g;TGA分析显示月桂酸/粉煤灰-硅藻土/碳纳米管热稳定性较好;储/放热性能曲线显示加入质量分数为5%的碳纳米管时,复合相变储能材料的熔化与凝固时间分别减少60%和62.5%,传热效率得到显著改善。     

石蜡基新型导热型复合相变材料的制备及性能研究

相变材料作为被动式热管理方式用于动力电池热管理系统是一个新兴的发展方向，与传统空冷、液冷等方式相比，具有高效、节能、温度波动小、防止热失效等优点。但是传统相变复合材料(PCM)的绝缘性及导热性不足，在应用于电池热管理技术(BTM)时可能会导致性能及安全问题。为了改善PCM的绝缘性及其导热性，研究主要以石蜡为相变材料，二氧化硅和活性炭构筑二元的SiO₂/C导热骨架，并采用环氧树脂(ER)作为基材，以提高相变复合材料的可加工性，制备了一种新型的导热型相变复合材料(CPCM)。该复合材料集环氧树脂(ER)的成型性，活性炭(C)的吸附性和石蜡(PA)的高潜热，使得所获得的CPCM具有良好的性能。此外，通过制备不同组分的CPCM，并对其相变潜热、热稳定性、绝缘性能进行测试表征，分析了加入不同比例的SiO₂对CPCM性能的影响。研究结果表明，以SiO₂质量分数的10%为中间值，当使用SiO₂比例继续增加时，活性炭会吸附大量SiO₂而产生团聚现象；而当加入SiO₂的比例...     

纳米AlN/石蜡复合材料的制备及相变传热特性

针对石蜡作为固-液相变储能材料存在导热系数小、传热性能差的缺点,采用熔融浸渍法配备纳米AlN/石蜡复合材料。通过XRD、DSC(TG)、SEM、闪光法对材料表观形貌和热性能参数进行测试。结果表明,纳米AlN的添加使石蜡的熔点略有降低,导热系数在35℃时达到最大值,之后急剧下降,复合材料相变潜热减小,但材料整体性能稳定。     

石蜡相变储能模块的控温性能研究

目的 为了控制电子设备工作温度，研发一种相变储能模块，并研究其控温性能。方法 本文通过仿真对以32号石蜡、62号石蜡和质量分数为6%的膨胀石墨(EG)-62号石蜡为相变工质的储能模块进行研究，分析相变材料、翅片材料以及加热功率对相变储能模块控温性能的影响。结果 32号石蜡在900 s时接近完全融化，62号石蜡在2 000 s时才融化过半，膨胀石墨-石蜡复合材料在1 250 s就已经接近完全融化，填充62号石蜡的Al翅片模块的温升速率为0.035 ℃/s，Cu翅片模块的温升速率为0.03 ℃/s，相比未填充相变材料的模块温升速率分别降低了73.1%和70%。结论 具有不同物性参数的相变材料，在不同工况下其呈现的控温性能也各不相同，但是在较高功率工况下，熔点较低或导热系数较高的相变材料具有更好的控温性能。储能模块内部导热翅片对内部强化换热效果明显，翅片导热系数越高，越有利于模块的控温。