二元有机复合相变材料性能实验研究

分别以十四酸(MA)和十六醇(HD)以及聚乙二醇(PEG)和月桂酸(LA)为原料,采用熔融共混法制备了两种二元复合相变材料(PCM)。利用T-History法测定复合相变材料的相变潜热和导热系数。结果表明:MA-HD体系与PEF-LA体系均存在共晶点。重复循环结果表明,MA-HD共晶体系相变温度变化范围在0.4℃以内,热稳定性能良好;PEG-LA共晶体系在前50次循环内,相变温度降低,循环50次之后相变温度变化范围在0.2℃以内。     

有机/复合相变储能材料研究进展

相变储能材料在相变过程中实现能量的储存或释放,这种材料因具有优良的性能而成为近年来研究的热点.主要介绍了相变材料的分类、性质以及评价标准,着重讨论了有机/复合相变材料的一些常见的制备方法,如原位聚合法、界面聚合法、喷雾干燥法、多孔材料吸附法和溶胶-凝胶法等.概括了相变材料在太阳能利用、建筑材料、空调蓄冷、工业余热回收和军事伪装隐身等方面的应用研究,并提出了相变材料研究的未来发展趋势.     

有机复合相变材料光热转换和储热性能的研究进展

有机相变材料具有过冷度低、无析出、性能较稳定以及熔点温度与中低温储热系统的应用温度相匹配等优点,受到了众多研究人员和工业界人士的关注。但有机相变材料导热系数低、光热转换效率差的缺点限制了其在太阳能光热转换中的进一步应用。将金属基、碳基等材料与有机相变材料进行复合是提高其性能的有效途径。本文介绍了常见的有机复合相变材料制备方法,并对其制备流程和优缺点进行了讨论,分析了不同添加剂和制备方法对有机复合相变材料的光热转换效率、导热系数、相变焓乃至形状稳定性的影响,并对其应用前景进行了展望。     

外墙复合相变贴片材料相变及隔热性能研究

以石蜡(Paraffin)为相变原材料,膨胀石墨(EG)为载体,借助膨胀石墨具有独特网状空隙结构和良好吸附的特性,利用熔融吸附法制备了石蜡/膨胀石墨复合相变材料,并将其与水泥混合制备了应用于建筑外墙的复合相变贴片材料,并对相关性能进行了测试。实验结果表明,90%石蜡含量能够使膨胀石墨吸附量达饱和,相变温度为41.1℃,与纯石蜡相比略有降低;相变潜热为224.7 J/g,与理论计算值相差1.14%,SEM及XRD分析结果显示,石蜡与膨胀石墨之间具有很好地热稳定性和相容性。隔热性能测试实验显示,与瓷砖贴片材料相比,惨入复合相变材料的复合相变贴片材料能够将内表面最高温度降低2.4℃,有效阻隔进入室内的热量,改善围护结构的隔热性能,具有有效降低建筑空调能耗应用潜力。     

相变材料的复合及其热性能研究

针对相变材料应用领域中对相变温度和相变焓的具体要求,采用复合的方法重点对相变材料的相变温度进行调节,复合出具有特定相变温度和较高相变焓的相变材料.论述了相变材料的复合原理,研究了4种相变材料的复合及其热性能,通过理论计算与实际测试相比较,筛选出复合物的最佳配比.研究表明:通过相变材料的复合可以调节材料的相变温度至所需要的范围,并具有较高的相变焓,可保持良好吸收或释放能量的能力.     

相变材料的复合及其调温性能研究

为了进一步拓宽相变材料的应用范围和使用价值，开发新型储能材料，采用“溶胶-凝胶”工艺制备出不同相变材料A质量分数的复合相变材料。运用DSC、TG、DTG、IR以及偏关显微镜等手段对复合材料的热性能及结构进行了测试和分析。结果表明，复合相变材料的相变焓及相变温度随相变材料A质量分数不断增加而增大，复合后材料的相变焓及相变温度均低于纯相变材料的相变焓及相变温度。红外显示二氧化硅和相变材料之间仅仅是嵌合关系。偏光照片显示复合材料表面有多孔结构，材料被嵌入二氧化硅网络结构中，从而改善了固．液材料相变过程泄漏问题，提高了材料稳定性。     

新型有机-无机复合相变蓄冷材料的制备及性能研究

以六水氯化钙为基材,配备出一种新型复合相变蓄冷材料用于空调蓄冷。该材料的质量配比为81%六水氯化钙+5%乙醇+14%丙三醇。为了降低复合相变材料的过冷度,使用六水氯化铯为成核剂,发现成核剂的添加量为1.0%时过冷度几乎为零。为检验复合相变材料的热稳定性,进行了100次的热循环实验,材料未出现相分层,表明其热稳定性能良好。     

月桂酸复合相变材料的制备与性能研究

将膨胀石墨加入到月桂酸中,用熔融共混法制备了月桂酸复合相变材料,采用扫描电镜、差示扫描量热仪、综合热分析仪、傅里叶红外光谱仪等对复合相变材料的微观结构、相变性能、稳定性等性能进行了表征分析。测试结果表明,月桂酸复合相变材料结构上是硬脂酸与膨胀石墨的物理结合,未发生化学反应生成其他物质,保持了两者的优良性能;随着膨胀石墨含量的增加,复合相变材料热稳定性提高,导热性能增强,热效率提高,同时,相变温度和相变潜热降低。     

复合相变储冷材料的制备及性能研究

以十二烷基苯磺酸钠(SDBS)作为分散剂,多层石墨烯、TiO₂/石墨烯(m(TiO₂):m(石墨烯)=25∶75)和TiO₂颗粒作为导热添加剂,加入到二元复合有机储冷材料中(m(壬酸):m(葵醇)=60:40),制备了复合相变储冷材料。通过吸光度、DSC和热导率测试等手段,对复合相变储冷材料的稳定性、相变温度、相变潜热及热导率进行了评价分析。结果表明,分散剂和导热添加剂的加入,对储冷材料的相变温度和相变潜热影响不大,但对热导率影响较大。当分散剂SDBS浓度为0.2 g/L,导热添加剂(分别为TiO₂/石墨烯和TiO₂颗粒)浓度为0.5 g/L时,复合相变储冷材料具有较好的稳定性,其热导率分别为为0.2211和0.2096 W/(m·K),相比没有加入任何导热添加剂的储冷材料的热导率(0.1738 W/(m·K)),分别提高了27.22%和20.61%;当分散剂SDBS浓度为0.3 g/L,导热添加剂多层石墨烯浓度为0.3 g/L时,复合相变储冷材料处于稳定状态,其热导率为0.2...     

己二酸/膨胀石墨复合相变材料性能研究

以己二酸为相变材料,膨胀石墨为导热增强相,采用机械混合与熔融吸附的方法,制备出己二酸/膨胀石墨复合相变储热材料。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,膨胀石墨能够有效吸附己二酸,两者之间化学相容性良好;随着膨胀石墨掺量的增加,复合材料的相变潜热有减少趋势,导热系数则相应提高;当膨胀石墨的掺量为8%(质量分数)时,制备的复合材料的熔化、凝固相变潜热分别为237.66,220.49J/g,导热系数为2.99W/(m·K),具有良好的热稳定性。     

复合相变材料储热水泥板的热性能研究

以十八烷(OC)为相变材料、膨胀石墨(EG)为支撑结构制备出OC质量含量为90％的十八烷/膨胀石墨复合相变储热材料( OC/EG-PCM).将OC/EG-PCM掺入到普通硅酸盐水泥中,制备出了相变材料质量含量分别为2％、5％、7％、10％的标准储热水泥立方体(70.7×70.7×70.7 mm3)和储热水泥板(10×100×l00 mm3),测量了储热水泥立方体的表观密度和抗压强度,以及储热水泥板的导热系数和储热性能.结果表明,随着OC/EG-PCM质量含量的增加,储热水泥立方体的表现密度和抗压强度逐渐下降,储热水泥板的导热系数也近似于线性减小,储热水泥板的上下表面温差则逐渐增大.当OC/EG-PCM的质量含量为10％时,储热水泥立方体的抗压强度大于10MPa,储热水泥板的上下表面温差大于4.0℃.     

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。     

石蜡基碳纳米管复合相变材料热性能的研究

针对石蜡作为相变材料的改进研究,将多壁碳纳米管(CNTs)作为导热增强剂增加石蜡的导热系数。实验制备了CNTs用量为0.02%(wt,质量分数,下同)、0.05%和0.1%的石蜡/CNTs复合相变材料,通过差示扫描量热仪及导热系数仪分别对复合材料的相变特性和导热系数进行表征和测量。实验结果表明,复合材料导热系数随着CNTs用量的增加而提高,相变焓先增加后减小,CNTs用量为0.1%时,相变焓为152.8~157.9kJ/kg,较纯石蜡有所降低但变化不大,导热系数为0.487W/m·K(固态)和0.262W/m·K(液态),较纯石蜡分别提高21.14%和29.06%,稳定性较好,展现了良好的导热性能。     

膨润土基复合相变材料的制备及其性能研究

采用熔融插层法制备了膨润土基复合相变材料,得到十四酸(MA)和十六醇(HD)二元低共熔混合相变材料(PCM)与改性膨润土最佳的质量复合比。在60℃高温下,利用扩散-渗出圈法检测,未发现PCM渗漏现象。利用X射线衍射、扫描电镜和红外光谱表征了膨润土、有机改性膨润土和膨润土基复合相变材料。结果表明:经过十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)改性,膨润土层间距由1.511nm扩大到1.680nm;PCM进入有机改性膨土层间,复合效果良好,未发生化学反应;经200次热循环实验,热稳定性能良好。     

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。     

多孔铝骨架/复合相变材料温控性能研究

相变储能材料(PCM)具有储热密度大、储/放热过程几乎恒温性等优点,是解决电子器件狭小空间下高热流密度问题的理想方案,但相变材料本身的导热系数较低、传热效率差等特性却限制了其应用范围。针对上述难题,以石蜡作为相变材料,通过3D打印制备多孔铝骨架,再采用水浴灌注法将石蜡灌注到多孔铝骨架中,制备出多孔铝骨架/复合相变材料(AS-PCM)。通过实验探究了95%、85%、75%3种孔隙率的温控性能。实验结果表明,添加多孔铝骨架可增强PCM的热传递,从而降低热源温度。在较大的功率下,AS-PCM对传热的改善更为明显。熔化完成前,低孔隙率AS-PCM热沉的底部温度和温度梯度更低,使用多孔铝骨架代替泡沫金属,为提高PCMs的导热性能提供了了新的多孔金属基体。     

复合相变储能材料的制备及热性能研究

基于建筑节能的重要性,采用实验的方法制备了一种癸酸与月桂酸的低共熔复合相变材料,这种相变材料的峰值融化温度是22.2℃,潜热是126.7℃,经过200次的循环以及释热特性测试发现这种复合相变材料的稳定性很好,再加入4%的石墨之后,导热性能有较大的提高。选用多孔建筑材料膨胀珍珠岩作为基质,用与相变材料直接浸泡的方式制得复合建筑材料,经过24h的浸泡,相变材料的质量分数达到了60%,用DSC测试出,复合材料的开始融化的温度17.9℃,潜热74.41J/g,做为一种新型的材料可以在节能建筑上使用。     

聚乙二醇/二氧化硅复合相变蓄热材料的性能研究

以二氧化硅(SiO2)为载体、聚乙二醇(PEG)为相变蓄热材料,利用多孔的二氧化硅良好的吸附性能,制备出聚乙二醇/二氧化硅复合相变材料.由于二氧化硅的多孔网络结构,其毛细作用力和表面张力使得聚乙二醇在发生固液相变的过程中,失去了流动性.实验结果证明,聚乙二醇/二氧化硅复合相变材料仍具有较高的蓄热能力.同时二氧化硅作为基体材料形成空间传热网格,较大的提高了相变材料的导热率.     

基于相变材料的电池组复合散热方式性能研究

针对电动汽车目前对动力电池组的温度控制要求,优化了现有电池箱,设计了新型复合相变材料与热管耦合电池组散热结构;依据钴酸锂动力电池组在混合动力电动汽车中的应用,搭建试验台,制作相应样机,进行了充电效果实验和温度测量;对所设计不同散热方式所得出的实验结果进行对比分析,得出复合相变材料与热管耦合电池组散热的效果。     

二元有机/煤系高岭土复合相变储能材料的制备及其热性能

采用熔融插层技术,以二甲基亚砜(DMSO)改性的煤系高岭土为前驱体,将月桂酸(LA)和月桂醇(LAL)作为相变材料插入高岭土(Kaolin)层间,制备二元有机/煤系高岭土复合相变储能材料。采用XRD、FTIR、DSC等现代测试技术对复合材料的热性能与内层结构进行了研究。结果表明LA-LAL/kaolin复合物相变温度为25.1℃,相变焓为45.24J/g;复合相变材料是煤系高岭土和月桂酸/月桂醇二元体系的物理共混物,没有新的键合生成;热稳定性实验表明,煤系高岭土对月桂酸/月桂醇二元低共熔相变材料具有良好的定形效果。