硬脂酸/二氧化硅复合相变材料的制备

采用溶胶-凝胶法,制备了硬脂酸／SiO2复合相变材料．分别应用差示扫描量热仪（DSC）红外光谱仪（IR）和扫描电镜（sEM）测试了所制备复合材料的相变温度、相变焓、相变可逆性和微观结构．DSC测试结果表明该复合材料具有较好相变可逆性,相变焓和相变温度与纯硬脂酸相比均有降低．IR分析表明硬脂酸与二氧化硅之间是简单的嵌合关系．SEM表明复合材料表面具有多孔结构,改善了复合材料的相变可逆性。     

石蜡/膨胀石墨复合相变材料的结构与热性能

以有机物石蜡为相变材料、膨胀石墨为支撑结构，利用膨胀石墨的多孔吸附特性，制备出了石蜡含量分别为50％（质量分数，下同），60％，70％和80％的石蜡／膨胀石墨复合相变储热材料．采用扫描电镜（SEM）和差示扫描量热分析（DSC）对复合相变储热材料的结构和热性能进行了表征．结果表明：膨胀石墨吸附石蜡后仍然保持了原来疏松多孔的蠕虫状形态，石蜡被膨胀石墨微孔所吸附；复合相变储热材料的相变温度与石蜡相似，其相变潜热与基于复合材料中石蜡含量的潜热计算值相当．储（放）热性能测试结果表明，含80％石蜡的复合相变储热材料其储热时间比石蜡减少69．7％，放热时间减少80．2％．     

纳米TiO2 /石蜡复合乳状液相变材料的 制备与传热性能

蓄冷空调性能及制冷系数与相变材料密切相关.将石蜡复合乳状液作为分散介质,以纳米TiO_2粒子作为导热载体,采用低能乳化工艺微乳液转相法,制备出纳米TiO_2/石蜡复合乳状液相变材料,并对其分散稳定性、导热系数和蓄-放热循环稳定性进行了分析.研究结果表明:纳米TiO_2/石蜡复合乳状液相变材料的导热系数相对于纯石蜡乳状液的导热系数有明显提高,当纳米TiO_2粒子质量分数为0.15%时,纳米TiO_2/石蜡复合乳状液相变材料的导热系数比纯石蜡乳状液的导热系数提高了117.95%;TiO_2/石蜡乳状液固-液相变热循环过程中并无明显温度平台,而且其蓄-放热循环稳定性很好.该纳米TiO_2/石蜡复合乳状液相变材料有望应用于蓄冷空调,以提高蓄冷空调性能及制冷系数.     

二氧化硅膜材料制备方法的优化

在采用溶胶－凝胶法制备二氧化硅膜材料时,采取了添加有机物和控制水的加入方式等措施,制得最可几孔径为０．５６ｎｍ、平均孔径为０．６１ｎｍ、孔体积为０．１６４ｃｍ＾３／ｇ的二氧化硅凝胶材料。与已有的二氧化硅凝胶材料相比,这种材料具有孔径小、孔分布范围窄、孔体积大等特点。实验结果表明,溶剂的介电性质是影响凝胶性质的一个重要因素。改进制备方案后制得的溶胶具有良好的涂膜性能。     

石蜡/膨胀石墨复合相变材料控温电子散热器的性能

为了提高电子器件抗热冲击的能力、保证电子器件运行的可靠性和稳定性,以石蜡为相变储能材料、膨胀石墨为支撑材料,采用物理吸附法制备石蜡/膨胀石墨复合相变材料,将其应用于电子器件的热管理中,并通过模拟芯片实验研究了石蜡/膨胀石墨复合相变材料控温电子散热器的性能.结果表明:石蜡质量分数为90%的复合相变材料的导热系数相比于纯石蜡(0.3608 W/(m.K))提高了约4倍;相变材料填充于散热器中,可有效降低模拟芯片的升、降温速率,延长散热器的控温时间;当芯片发热功率为15和20W时,散热器填充复合相变材料后的控温时间较填充前分别提升了59%和20%,可降低电子器件因温度瞬间升高而烧坏的可能性,实现对电子器件的保护.     

表面活性剂对石蜡@SiO2复合相变储热材料形貌和热性能的影响

通过原位聚合的方法,以石蜡(PA)为相变储热材料、正硅酸乙酯(TEOS)水解生成的SiO2为壳层材料,成功制备出PA@SiO2相变材料.通过傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)、场发射扫描电子显微镜(SEM)、差示扫描量热仪(DSC)、同步热分析仪(TG)等测试方法,探究了吐温-80、十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)及其...     

Sol-Gel法二氧化硅溶胶的制备及稳定性研究

以正硅酸乙酯为前驱体,硝酸为催化剂,制备了二氧化硅（SiO2）溶胶。研究了催化剂、水、乙醇的加入量及反应时间、反应温度、干燥控制添加剂对溶胶稳定性的影响。结果表明,在保持其它反应条件不变的情况下,随着n（无水乙醇EtOH）/n（正硅酸乙酯TEOS）的增大,溶胶的凝胶时间变长;随着H2O/TEOS摩尔比的增大,溶胶的凝胶时间先变短后变长,水酯摩尔比Rw=9.6左右时溶胶的凝胶时间最短;pH＆lt;2时,随着Rw的增大,溶胶的凝胶时间变短;反应温度的升高及反应时间的延长,都会促使溶胶的凝胶时间变短;添加剂N,N-二甲基甲酰胺可以增加溶胶的稳定性。     

复合相变储能材料的研究

相变储能材料能够将能量以相变潜热的形式储藏在其体内,实现能量在不同时空位置之间的转换和有效利用,受到了学者的高度重视.近年来,相变储能材料的研究和应用发展十分迅猛,本文分析了对复合相变储能材料的制备和应用前景.     

约束条件下石蜡-膨胀石墨复合相变材料热膨胀实验

采用水浴加热石蜡—膨胀石墨复合相变材料热膨胀压力试验装置,测试了约束条件下纯石蜡以及膨胀石墨质量分数分别为5％和10％的石蜡—膨胀石墨复合相变材料的膨胀压力.实验表明膨胀石墨的加入明显改善了石蜡—膨胀石墨复合相变材料的导热性能,使复合相变材料中石蜡的相变提前发生.膨胀石墨质量分数为5％和10％时,相变时间范围较纯石蜡相变时间分别缩短了30％和40％.膨胀石墨质量分数为5％时,石蜡—膨胀石墨复合相变材料产生的最大膨胀压力比纯石蜡相变产生的最大膨胀压力提高了25％,最大膨胀压力可达87.3 MPa.将石蜡—膨胀石墨复合相变材料用作驱动材料是切实可行的.     

二氧化硅膜材料制备方案的优化

在采用溶胶凝胶法制备二氧化硅膜材料时,采取了添加有机物和控制水的加入方式等措施,制得最可几孔径为０．５６ｎｍ、平均孔径为０．６１ｎｍ、孔体积为０．１６４ｃｍ３／ｇ的二氧化硅凝胶材料。与已有的二氧化硅凝胶材料相比,这种材料具有孔径小、孔分布范围窄、孔体积大等特点。实验结果表明,溶剂的介电性质是影响凝胶性质的一个重要因素。改进制备方案后制得的溶胶具有良好的涂膜性能     

石蜡相变混凝土的制备及热工性能研究

为了研究添加石蜡相变微胶囊对混凝土热工性能的影响,在混凝土中采用相变温度为28℃的石蜡相变微胶囊等体积替换砂,制备石蜡相变混凝土,并对其进行导热系数、比热容性能试验.试验结果表明：掺有石蜡相变微胶囊的混凝土导热系数低于普通硅酸盐混凝土.当石蜡相变微胶囊掺量(体积分数)为10%时,导热系数为6.11 k J·m^-1·h^-1·℃^-1,是普通混凝土导热系数的89.1%.当石蜡相变微胶囊相变材料温度为14℃(低于相变温度)时,其加入对混凝土比热容影响不大;当石蜡相变微胶囊相变材料温度为32℃(高于相变温度),且其掺量(体积分数)为10%时,石蜡相变混凝土比热容为1.42 k J·kg^-1·℃^-1,比普通混凝土的提高了18.3%.     

调合石蜡的相平衡参数和相变动力学特性

使用正规溶液模型的Scatchard-Hildebrand方程对调合石蜡的熔点、浊点以及固-液和组元相变速率进行了计算.以切片石蜡作为被调合石蜡的计算结果表明,烷烃的相变温度和切片石蜡相近时,该烷烃对调合石蜡的熔点、浊点以及相变动力学特性影响较小.增加C22类轻质烷烃的质量分数,调合石蜡的熔点、浊点降低;熔程内较低温度下,轻质烷烃相变速率变慢,重质烷烃相变速率变快.增加C35类重质烷烃的质量分数,调合石蜡的浊点升高,熔点呈现复杂的变化,对C24以下烷烃的相变速率几乎没有影响,C25以上烷烃在熔程内较低温度下相变速率变慢.计算结果可以为相变储能中选用具有适当相变温度及相变动力学特性的调合石蜡提供指导.     

相变储能材料的研究进展

综述了近年来相变材料的研究进展,介绍了相变材料的种类,讨论了各种相变材料的相变特性及优缺点,展望了相变材料的发展方向。     

Mica-stabilized polyethylene glycol composite phase change materials for thermal energy storage

Mica was used as a supporting matrix for composite phase change materials(PCMs) in this work because of its distinctive morphology and structure.Composite PCMs were prepared using the vacuum impregnation method,in which mica served as the supporting material and polyethylene glycol(PEG) served as the PCM.Fourier transform infrared and X-ray diffraction analysis confirmed that the addition of PEG had no effect on the crystal structure of mica.Moreover,no chemical reaction occurred between PEG and...     

石膏基陶粒吸附石蜡复合储能材料制备及性能

采用常温相变储能石蜡作为复合相变材料的储能介质,以多孔陶粒作为吸附载体,再通过海藻酸钠反应包封陶粒,复合制成热稳定性能良好、便于在建筑结构上应用、成本低廉的颗粒型相变储能材料.将该种复合的相变储热材料加入到石膏中,能明显提高石膏板的储能密度,延长储能材料的储热时间,同时明显降低石膏的水化热峰值温度并延缓其出现时间,对石膏水化过程温度峰值的控制有良好效果.     

路用调温低温相变微胶囊制备及性能

以三聚氰胺-尿素-甲醛树脂为壁材,十四烷为芯材,采用原位聚合法制备出可以在低温条件下进行储能和放热的相变微胶囊,并以其为改性剂制备相变沥青新材料.采用扫描电镜(scanning electron microscope,SEM)、激光粒度分析仪(fourier transform infrared spectroscopy,FT-IR)、差示扫描量热计(differential scanning calorimetry,DSC),研究了不同芯壁比、合成温度以及乳化转速对微胶囊形貌、粒径、热稳定性的潜热的影响.通过DSC和动态剪切流变试验仪(dynamic shear rheometer,DSR)研究了相变沥青性能.结果 表明芯壁比为1∶1,搅拌温度75℃,乳化搅拌速率为3000 r/min时,微胶囊性能最佳,相变潜热达119 J/g.相变微胶囊在相变沥青中能够保持结构完整,不会对沥青的路用性能造成严重影响.     

石蜡相变材料在同心环隙管内的基本传热行为

强调石蜡侧传热行为的强化作用，在自行搭建的传热装置上，以热媒侧为恒定温度热源，考察了石蜡相变材料蓄热过程的传热行为，研究了S_t、蓄热时间、石蜡温度、径向距离之间的变化规律。本工作发现，翅片在热传导控制的条件下的传热效果要优于对流传热控制时的效果。在热媒温度为65，70和75℃时，翅片管较光滑管，蓄热时间分别缩短77.5％，69.2％和56.3％，表明翅片对石蜡的传热强化效果显著。而且，蓄热时间和相界面推移速度均随S_t呈单调函数规律发展。     

纳米技术在相变储热领域的应用

将纳米技术,尤其是纳米材料制备技术应用于相变储热领域,可以得到纳米胶囊相变材料、纳米复合相变材料以及纳米高温相变材料。纳米级相变材料的开发将拓宽相变储热技术的应用领域。本文综述了纳米胶囊相变材料、纳米复合相变材料和纳米高温相变材料的研究进展,介绍了纳米相变材料的应用。     

自然对流对方腔内相变石蜡熔化蓄热的影响

相对于传统材料,基于潜热储能的相变材料具有更高的储热效率。为了研究方腔内相变材料的蓄热机理,基于Boussinesq假设修正满足于相变过程的动量方程,并建立底边加热下相变材料熔化蓄热的流-固-热三场耦合计算模型。采用有机相变石蜡材料,开展底部恒定温度下的石蜡熔化蓄热试验,验证计算模型的正确性。结果表明,整个相变石蜡熔化过程是由热传导和自然对流传热两者共同主导的。在熔化初期,熔化前缘基本与加热面平行,热量传输主要由热传导提供。当液相层厚度大于2mm后,自然对流传热效应逐渐被激活,加速熔化速率,并形成不规则的融化前缘。根据熔化前缘与液相流动特征,可将整个熔化过程分为热传导、稳定增长、过渡及紊流四个阶段。此外,液相自然对流传热对相变石蜡的熔化蓄热效率提升存在显著的尺寸效应,并随方腔尺寸增加而加剧。当方腔尺寸小于2mm时,自然对流的提升效率不足1%,此时可忽略不计。     

钨/二氧化硅/脲醛树脂多组分复合材料制备与表征

以钨粉为核芯材料,利用溶胶-凝胶法在其表面包覆二氧化硅壳层;通过硅烷化试剂(APTES)的修饰作用,在酸催化条件下,在钨/二氧化硅表面实施甲醛和尿素的缩聚反应,制备得到具有核-壳结构的钨/二氧化硅/脲醛树脂(W/SiO2/UF)多组分复合材料.通过扫描电子显微镜(SEM)、X-射线衍射(XRD)和傅立叶转变红外(FT-IR)等手段对复合材料的形态、结构和组成等进行了表征.复合材料的导电性测试结果表明,钨粉表面脲醛树脂层包覆后,其电导率由1.7×10-3S/m降低为1.2×10-8 S/m,即钨粉表面包覆层的包覆较为完整、致密,其导电性接近于绝缘材料.