定形相变材料

摘要： 采用表面引发原子转移自由基聚合法(SI-ATRP)改性氧化石墨烯(GO),并用其稳定Pickering高内相乳液,一步成型制得高导热氧化石墨烯/石蜡复合整体相变材料.通过SI-ATRP方法,在氧化石墨烯表面引入分子刷,提高GO的分散性,实现了低GO含量下优异的导热强化效果.当GO添加量仅为相变复合材料整体的0.4%(质量分数)时,其热导率(3.968 W·m^(-1)·K^(-1))比纯石蜡的热导率(0.608 W·m^(-1)·K^(-1))有较大提升.通过测试发现,在1000次循环后相变材料的泄漏率仅为1.1%~1.3%,表现出良好的形状稳定性和热可靠性.制备的新型形状稳定相变材料在温控、储能应用中具有潜在的用途.

摘要： 定形相变材料是解决固-液相变材料在使用过程中液体泄漏问题的有效途径之一,随着柔性设备控温技术的快速发展,具备一定柔软度和柔韧性,可伸缩、弯曲、扭转变形而不失去其性能的柔性定形相变材料应运而生。热塑性弹性体因其低成本和强相容性常被用作制备柔性定形相变材料的定形基体。综述了以氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(SEBS)和烯烃嵌段共聚物(OBC)等热塑性弹性体为基体的柔性定形相变材料在材料选择、制备工艺、相变性能和柔性性能等方面的最新研究成果,并总结柔性定形相变材料在电子器件热管理与温控热疗/冷疗等领域的应用。最后,对未来柔性定形相变材料发展的研究重点和发展方向进行了展望。

摘要： 太阳能光热利用是解决能源危机及环境问题的有效途径之一。基于高导热定形相变材料的太阳能集热器可以实现集热、热量输运及储能于一体,有效实现高效太阳能光热利用。以石蜡(PA)为相变储能材料,膨胀石墨(EG)作为支撑材料及导热和光吸收添加剂,制备了兼具高效光热转换、快速热量输运和高密度能量储存的EG/PA定形相变材料用于蓄热太阳能集热器,通过Fluent软件模拟简化相变材料传热过程中能流密度变化情况。通过实验和数值模拟的方法证明了EG/PA定形相变材料拥有优异的热量传递性能,基于定形相变材料的太阳能集热器在太阳能热利用方面表现良好,具有很大应用潜力。

摘要： 以磷石膏为原料,采用常压盐溶液法在硝酸镁溶液中制备α-半水石膏,以凹凸棒土和聚氨酯为载体、十水硫酸钠和结晶乙酸钠二元共晶水合盐为相变材料,采用真空吸附法制备定形相变材料,然后将α-半水石膏与定形相变材料复合制备磷石膏基相变材料,并考察了其机械强度和储放热性能。结果表明,由磷石膏制备的α-半水石膏抗折、抗压强度分别为8.9、36.8 MPa,定形相变材料的相变温度为28.5°C,相变焓为82.6 J/g。由于掺入相变材料导致石膏晶体结合点减少,磷石膏基相变材料抗压强度降低,但其仍然能够达到建筑石膏的使用要求。升、降温实验结果表明,磷石膏复合相变材料与纯磷石膏保温箱相比,温差为8.9°C,具有一定的储能效果。

摘要： 随着碳中和理念的逐步推进,调整能源供应政策,倡导低碳生活,可推动全社会的绿色发展,采用相变材料(PCMs)储存和释放热量,能够有效地利用可再生能源,可减少化石燃料带来的CO释放问题。本文利用石墨烯气凝胶作为相变材料的载体,分别采用不同比例的癸酸/石蜡进行有机相耦合,制备了一系列高封装率、低渗漏率的石墨烯定形相变材料。研究发现当石墨烯气凝胶定形相变材料中癸酸/石蜡为7∶3时,相变焓达到202.91J/g。经过200次循环后复合材料的相变潜热变化量在4.25%以内,渗漏率仅为3.20%。采用DSC、TG、XRD、SEM对材料进行微观结构分析说明,石墨烯气凝胶改善了相变介质的形状稳定性,有效地阻止了相变过程中耦合的有机相泄漏,使材料储放热稳定,增强了导热作用,具有良好的应用前景。

摘要： 本文制备并测试分析了不同质量分数为0%、10%、20%、30%、40%的银铜粉/10%膨胀石墨/石蜡复合相变材料的潜热值、导热系数,同时进一步设计实验研究了此复合材料在整个相变过程中的换热性能。实验结果表明,20%银铜粉/10%膨胀石墨/石蜡新型定形相变材料拥有较低的渗漏率,潜热值衰减了约21.5%,但导热系数提高了555%。同时,相比纯石蜡,该定形相变材料在相变过程中的换热速度和蓄热能力均有明显提高,且此比例下,该定形相变蓄热材料的性能总体较好。

摘要： 为了提高混凝土结构的耐高温性能,从混凝土自身的储热性能出发,制备了一种定形相变材料,并研究了该相变材料对混凝土导热性能和高温后力学强度的影响.结果显示:硫酸铝铵掺量越高,相变材料的相变焓越大,当其掺量超过70％时,差示扫描量热法(DSC)特征参数趋于稳定;定形相变材料具有较好的热稳定性,且高温下硫酸铝铵和SiO2并未发生化学反应;相变材料的加入能提高混凝土的储能密度,降低其导热系数,混凝土内部的温度随相变材料掺量的增多而逐渐降低;当相变材料掺量小于6.5％时,相变材料的加入能明显提高混凝土高温后的强度,而当相变材料掺量大于6.5％时,再提高其掺量对混凝土耐高温性能的改善作用有限.

摘要： 首先制备出两种无机水合盐三元相变材料低共熔混合物体系,再采用真空吸附法分别将上述相变材料吸附到多孔的膨胀珍珠岩中,然后选用氧化石墨烯对其进行改性,提高了导热系数,并用高密度聚乙烯进行封装制备出定形相变材料。通过SEM、FT-IR、DSC、XRD等手段对样品进行了分析,研究了相变材料吸附量及氧化石墨烯掺量对定形相变材料热性能的影响。结果表明,当相变材料吸附量分别为74.8%、72.4%时,两种体系的珍珠岩复合相变材料的热性能最佳,相变温度分别为30°C、49°C,相变焓分别为82J/g、134J/g;在最佳吸附量下,当氧化石墨烯掺量为0.6%时,两种体系的定形相变材料的热性能最佳,相变温度分别为28°C、42°C,相变焓分别为77J/g、122J/g。

摘要： 以高焓值、环保的氧化石墨烯(GO)纳米水基流体作为相变材料,自修复凝胶为支撑材料制备自修复凝胶基定形相变材料,且对其性能进行表征。结果表明:自修复凝胶基材能负载较多的相变材料,最高可达约95%。自修复凝胶基定形相变材料渗漏率低至1.5%,受损后有自修复性能,且具有适合冷藏产品的相变温度0°C,较高的相变潜热。GO的加入可改善自修复凝胶基定形相变材料的导热性能并提高储、释放热能的速率,进而提高热能利用率。

摘要： 以十六酸(Hexadecanoic acid,HA)作为基材,添加硫化膨胀石墨(Expanded graphite,EG)作为高导热支撑材料,采用改进的熔融共混-凝固定形法制备了高定形精度的HA/EG复合相变材料(Phase change materials,PCMs)样品.对不同参数的复合定形PCMs的热性能进行了系统的测试,考察了样品的微观结构、官能团分布和结晶相以及不同质量分数的EG和样品密度对定形PCMs热性能的影响规律.结果表明,HA与EG均匀混合,且随着HA质量分数和样品密度的增大,两相结合的饱满度提高;HA与EG之间未发生化学反应,仅通过物理作用将HA吸附至EG的多孔结构;纯HA和EG质量分数为30％的定形PCMs的熔融焓分别为275.35 kJ/kg和193.01 kJ/kg,熔点分别为59.53°C和61.08°C.当EG的质量分数为30％且样品密度为900 kg/m3时,HA/EG定形PCMs的水平热导率高达38.42 W/(m·K),相比于纯HA(0.162 W/(m·K))提高了约236倍;而其垂直热导率仅为2.68 W/(m·K),还不及水平热导率的1/14,表现出较高的各向异性.循环稳定性测试结果表明,EG的质量分数为24％和30％的各样品的泄漏量极小,其泄漏量低于0.85％,均未出现明显的泄漏,表现出良好的储/放热循环稳定性.HA/EG定形PCMs是一种性能优良的潜热储存材料,在太阳能热利用中具有广阔的应用前景.

摘要： 以月桂酸-肉豆蔻酸-棕榈酸三元低共熔脂肪酸(LA-MA-PA)为相变芯材,硅藻土为担载材料,基于真空吸附法制备了不同质量比的LA-MA-PA/硅藻土定形相变材料并确定了最佳配比.采用SEM、FT-IR、DSC对该定形相变材料的微观形貌、结构和热性能进行表征分析.将其与建筑石膏结合制备石膏基储能建筑材料,并对其调温功能和相变过程中脂肪酸的渗漏情况进行评价.蓄放热试验表明,含15％定形相变材料的石膏基储能建筑材料的温度波动明显小于普通石膏建筑材料,两者温度最高点和最低点的差值为4.9°C.此外,对石膏基储能建筑材料进行热处理后并没有造成其中脂肪酸的明显渗漏情况.

摘要： 定形相变材料无需封装，易与建筑结构结合，在太阳能供暖系统中发挥了较好的作用，实现了负荷的转移，提高了室内舒适度。在不使用辅助能源情况下，太阳能供暖房间的平均温度为14°C左右，相变蓄能地板房间室内空气温度分布均匀。引入平均辐射温度以及实感温度评价地板辐射供暖系统房间热舒适性，发现地板辐射供暖室内设计温度较其他常规的供暖方式降低1~3°C，突出了地板辐射供暖系统的优势及节能潜力。

摘要： 定形相变材料是一种能够将能量以相变潜热的形式高密度储存在基体材料中,实现能量在不同时间或地点之间转换的新型热能材料.本文以聚乙二醇/二氧化硅(PEG/SiO2)定形相变材料、沥青或水泥为原料,采用物理共混法制备出沥青或水泥复合定形相变材料,探讨了PEG/SiO2定形相变材料在沥青、水泥环境中应用的可行性.通过室内试验表明,复合定形相变材料相变焓高,热循环稳定性及热稳定性好.利用PEG/SiO2定形相变材料在沥青和水泥中良好的相变特性和储热能力,将其应用于公路工程中可实现太阳能量转换与储存,主动调节路面使用温度,在高温条件下可有效降低路表温度,减少高温病害,提高路面使用性能,同时可缓解城市热岛效应,改善人居环境,在公路工程中具有广阔的应用前景.

摘要： 太空中的高密度热流等突发状况容易造成卫星热控系统故障，从而导致卫星的仪器设备温度异常而失效。为了使卫星能够承受瞬时高密度热流的冲击，本文提出将无须严格封装的高导热定形相变材料应用于卫星热控系统。在正常及瞬时高密度热流状态下，将采用传统热控系统与附加定形相变材料的卫星整星温度场进行对比分析。结果表明，采用相变材料后，当卫星的外热流密度忽然发生巨大变化，定形相变材料可以有效吸收热流防止热控系统出现故障，保证星内仪器设备温度的稳定性，维持卫星的正常运行与工作。

摘要： 在定形相变材料中添加导热增强填料，可以有效提高其导热性能。本文以膨胀石墨和碳纳米管作为导热增强填料，采用不同的填料分散和加工工艺，改变填料在定形相变材料中的分布状况，以期达到调控材料导热性能的目的。研究结果表明，由于两种填料不同的形貌特征，膨胀石墨采用简单超声处理即可达到较好效果，而碳纳米管则必须要通过强剪切才能实现较好分散。膨胀石墨和碳纳米管之间可能存在协同作用。当膨胀石墨含量达到7wt%时，定形相变材料的导热系数可提高约4倍。

摘要： 本文以稻壳灰为硅源,经NaOH 溶液加热浸取后制得硅酸钠溶液,再通过与阳离子交换树脂反应制备出硅溶胶,最后加入PEG,经凝胶化和老化干燥过程制备出PEG/SiO2 复合定形相变材料.通过红外光谱、扫描电镜和透射电镜的分析,对所制备的材料进行了组成结构表征。结果表明制备的材料仅是PEG和SiO2的杂化,PEG分散在SiO2 形成的网络结构中,局部有聚团现象.通过DSC和热台显微镜的分析,表明了所制备的PEG/SiO2 复合定形相变材料具有良好的相变性能、热稳定性和相变定形性.

摘要： 提出将单位体积蓄能密度较大的定形相变材料和供冷用的毛细管隔栅嵌入到建筑吊顶中,建立一种与建筑围护结构一体化的蓄能式吊顶辐射供冷末端形式.本文建立了间歇供冷运行方式下该吊顶系统传热过程的数学模型.利用该模型分析了在室内温度保持空调设计温度时相变材料蓄能吊顶与混凝土蓄能吊顶的热性能差异.通过对相变材料物性因素的敏感性分析可以得出相变材料物性对相变蓄能吊顶的平均表面热流密度和蓄能比的影响关系.研究表明,在夜间蓄冷、日间供冷的间歇型运行方式下,定形相变蓄能地板具有更大的蓄能比,可以将夜间蓄存的冷量更多地转移到口间使用。

摘要： 建立了一种采用定形相变材料蓄能的低温热水供暖地板形式.为分析室内温度恒定下定形相变材料蓄能式低温热水供暖地板模块的传热性能,建立了该地板模块的传热模型.比较了相变材料蓄能地板与混凝土显热蓄能地板的热性能差异.研究了定形相变材料的相变温度、相变潜热和导热系数变化对地板表面平均热流密度和蓄能比的影响;定形相变材料蓄能式供暖地板可在长时间内保持稳定的热流密度,且具有较大的蓄能比,夜间蓄存的热能可被更多地转移和利用于日间供热.

摘要： 本篇对高导热性定形相变材料应用于地板辐射采暖系统的使用效果进行了实验研究。该系统采用热导率为1.25W·m-1·K-1，熔点和潜热分别为22.4~45.3 °C和129kJ/kg的高导热性定形相变材料,该材料具有优良的导热性能。它可以利用夜间廉价电进行蓄热,供白天采暖使用,实现了电力的移峰填谷。本文通过测量实验房内空气的温度变化，分析了此采暖方式的使用效果。结果表明,该相变材料具有较好的储热能力,应用该蓄能式地板采暖系统可使室内温度波动较小,变化平缓，从而提高了室内环境热舒适性,而且经济节能。

摘要： 本文建立了一种采用定形相变材料蓄能的低温热水采暖地板形式.为分析室内温度恒定下定形相变材料蓄能式低温热水采暖地板模块的传热性能,建立了该地板模块的传热模型.比较了相变材料蓄能地板与混凝土显热蓄能地板的热性能差异.研究了定形相变材料的相变温度、相变潜热和导热系数变化对地板表面平均热流密度和蓄能比的影响;定形相变材料蓄能式采暖地板可在长时间内保持稳定的热流密度.同时定形相变材料地板具有较大的蓄能比,夜间蓄存的热能可被更多地转移和利用于日间供热。

摘要： 本发明公开了一种宽相变温区定形相变材料的制备方法，该制备方法包括以下步骤：宽相变温区定形相变材料用载体介孔氧化硅的制备；定形相变材料月桂酸/铜/银/SBA‑15的制备；定形相变材料聚乙二醇/铜/银/SBA‑15的制备；定形相变材料硬脂酸/铜/银/SBA‑15的制备；宽相变温区定形相变材料的制备；宽相变温区定形相变材料的制备。本发明材料有效避免直接混合导致的芯材相互反应、融合性差、相变焓低、成本低廉，并且提高了其导热性能。

摘要： 本发明涉及一种宽相变温区定形相变材料及其制备方法，所述宽相变温区定形相变材料为通过层层组装技术得到的层层包覆的中空的球形结构，由内至外依次包括第一囊壳、第一纳米胶囊相变材料层、第二囊壳和第二纳米胶囊相变材料层，所述第一纳米胶囊相变材料层与所述第二纳米胶囊相变材料层的相变材料芯材不同。本发明在组装过程中，不同的纳米胶囊相变材料融合性好、不会发生反应，且可以通过调节不同纳米胶囊相变材料的比例实现宽相变温区定形相变材料相变温度的调控，获得相变焓高、导热率和热稳定性好的宽相变温区定形相变材料。

摘要： 本发明公开了一种定形相变材料相变函数测量方法，先将标准物质放入两端绝热的金属管中，金属管内部设有第一、第二、第三热电偶且其内、外壁上分别设有第四、第五热电偶，采集室温和升温过程中第一至第五热电偶的温度数据，求出金属管管壁的导热系数，再在金属管内放入定形相变材料，采集室温和升降温过程中第一至第五热电偶的温度数据，求出定形相变材料的导热系数，再导出定形相变材料的相变前比热，相变后比热和相变潜热。本发明只需进行一次升温和降温过程的测量就能得到定形相变材料的热物性参数。本发明的取样量大，能够避免取样量少而出现的测量误差。且本发明的数据处理方法能够降低数据处理难度、提高数据处理的精准度。

摘要： 本发明提供了一种定形相变材料、水稳层材料及其制备方法和应用，涉及建筑材料技术领域。该定形相变材料采用特定种类的脂肪酸二元混合物、循环流化床粉煤灰和有机树脂复合而成，该定形相变材料具有在温度变化的情况下保持体积稳定的特性。本发明还提供了一种水稳层材料，通过改性尾矿、定形相变材料、粉煤灰、矿渣、水泥、集料和水等原料制成；由于定形相变材料具有的“稳定性”，可使得水稳层材料具有抵抗收缩的性能。同时，意外的发现加入定形相变材料后，水稳层材料的抗冻性有了大幅度提高；另外，改性尾矿的加入不仅实现了尾矿的循环利用，提升了尾矿的应用价值，还增强了水稳层材料抗收缩性能。

摘要： 本发明涉及一种宽相变温区定形相变材料及其制备方法，所述宽相变温区定形相变材料为通过层层组装技术得到的层层包覆的中空的球形结构，由内至外依次包括第一囊壳、第一纳米胶囊相变材料层、第二囊壳和第二纳米胶囊相变材料层，所述第一纳米胶囊相变材料层与所述第二纳米胶囊相变材料层的相变材料芯材不同。本发明在组装过程中，不同的纳米胶囊相变材料融合性好、不会发生反应，且可以通过调节不同纳米胶囊相变材料的比例实现宽相变温区定形相变材料相变温度的调控，获得相变焓高、导热率和热稳定性好的宽相变温区定形相变材料。

摘要： 本发明公开了一种宽相变温区定形相变材料的制备方法，该制备方法包括以下步骤：宽相变温区定形相变材料用载体介孔氧化硅的制备；定形相变材料月桂酸/铜/银/SBA‑15的制备；定形相变材料聚乙二醇/铜/银/SBA‑15的制备；定形相变材料硬脂酸/铜/银/SBA‑15的制备；宽相变温区定形相变材料的制备；宽相变温区定形相变材料的制备。本发明材料有效避免直接混合导致的芯材相互反应、融合性差、相变焓低、成本低廉，并且提高了其导热性能。

摘要： 本发明公开了一种定形相变材料相变函数测量方法，先将标准物质放入两端绝热的金属管中，金属管内部设有第一、第二、第三热电偶且其内、外壁上分别设有第四、第五热电偶，采集室温和升温过程中第一至第五热电偶的温度数据，求出金属管管壁的导热系数，再在金属管内放入定形相变材料，采集室温和升降温过程中第一至第五热电偶的温度数据，求出定形相变材料的导热系数，再导出定形相变材料的相变前比热，相变后比热和相变潜热。本发明只需进行一次升温和降温过程的测量就能得到定形相变材料的热物性参数。本发明的取样量大，能够避免取样量少而出现的测量误差。且本发明的数据处理方法能够降低数据处理难度、提高数据处理的精准度。

摘要： 本发明提供了一种定形相变材料、水稳层材料及其制备方法和应用，涉及建筑材料技术领域。该定形相变材料采用特定种类的脂肪酸二元混合物、循环流化床粉煤灰和有机树脂复合而成，该定形相变材料具有在温度变化的情况下保持体积稳定的特性。本发明还提供了一种水稳层材料，通过改性尾矿、定形相变材料、粉煤灰、矿渣、水泥、集料和水等原料制成；由于定形相变材料具有的“稳定性”，可使得水稳层材料具有抵抗收缩的性能。同时，意外的发现加入定形相变材料后，水稳层材料的抗冻性有了大幅度提高；另外，改性尾矿的加入不仅实现了尾矿的循环利用，提升了尾矿的应用价值，还增强了水稳层材料抗收缩性能。

摘要： 本发明涉及一种交联聚氨酯基柔性定形相变材料薄膜及其制备方法，属于复合材料领域。一种交联聚氨酯基柔性定形相变材料薄膜，其特征在于：所述薄膜通过将柔性定形相变材料热压压延获得，所述柔性定形相变材料由三维网络支撑材料和负载于三维网络孔道中的掺杂负载相变材料组成，其中，所述三维网络支撑材料为聚氨酯交联结构支撑材料；所述掺杂负载相变材料由相变材料和掺杂在相变材料中的增塑剂和碳材料组成。本发明旨在解决传统定形相变材料因结晶刚性大、脆性易断裂的问题，为了贴合现代复合化和微型化的器件，减少接触热阻，提高热管理效率，一步法合成了交联结构的聚氨酯基柔性定形相变材料。

摘要： 本实用新型公开了一种定形相变材料相变函数测量系统，包括测量装置、调控测量装置温度的温度控制系统、以及采集测量装置温度的温度信号采集系统；测量装置包括用于填装待测定的定形相变材料的金属管，金属管外侧设有加热丝，金属管的两端设有绝热塞，金属管内部的同一横截面的三个半径依次增大的圆周上分别设有第一、第二、第三热电偶，且金属管的内壁上设有第四热电偶、金属管的外壁上设有第五热电偶；温度控制系统的输入端与设置在金属管外壁上的温度测量器相连、温度控制系统的输出端与加热丝相连；温度信号采集系统的输入端与第一、第二、第三、第四、第五热电偶相连。