纳米相变材料.pdf

纳米相变材料

相变材料应具有以下几个特点

相变材料应具有以下几个特点：凝

固熔化温度窄，相变潜热高，导热率高，

比热大，凝固时无过冷或过冷度极小，

化学性能稳定，室温下蒸汽压低。此外，

相变材料还需与建筑材料相容，可被吸

收。

3相变储能材料的特点

作为相变材料主要应满足的要求

有：合乎需要的相变温度：足够大的相

变潜热：性能稳定，可反复使用；相变

时的膨胀收缩性小；导热性好，相变速

度快；相变可逆性好，原料廉价易得等。

绝大多数无机物相变材料具有腐蚀性，

相变过程中存在过冷和相分离的缺点。

为防止无机物相变材料的腐蚀性。储热

系统必须采用不锈钢等特殊材料制造，

从而增加了制造成本：为抑制无机物相

变材料在相变过程中的过冷和相分离，

需通过大量试验研究，寻求好的成核剂

和稳定剂。而有机物相变材料则热导率

较低。相变过程中的传热性能差，在实

际应用中通常采用添加高热导率材料

如：铜粉、铝粉或石墨等作为填充物以

提高热导率。或采用翅片管换热器，依

靠换热面积的增加来提高传热性能，但

这些强化传热的方法均未能解决有机相

变材料热导率低的本质问题。固一液相

变材料主要优点是价格便宜，但是存在

过冷和相分离现象，从而导致储能不理

想：易产生泄露问题，污染环境；腐蚀

性较大，封装容器价格高等缺点。

与固一液相变材料相比，固一固相

变材料具有不少优点。可以直接加T成

型，不需容器盛装：固一固相变材料膨

胀系数较小，相变时体积变化较小：不

存在过冷和相分离现象，不需要加入(转

载于:wWW.xIElw.COM写论文网:纳米

相变材料)防过冷剂和防相分离剂；毒性

很低，腐蚀性很小；无泄露问题，对环

境不产生污染；组成稳定，相变可逆性

好，使用寿命长：装置简单，使用方便。

固一固相变材料主要缺点是相变潜热较

低，价格较高。

4应用展望

相变储能材料的开发已逐步进入实

用阶段，主要用于控制反应温度、利用

太阳能、储存工业反应中的余热和废热。

低温储能主要用于废热回收、太阳能储

存及供暖和空调系统。高温储能用于热

机、太阳能电站、磁流体发电及人造卫

星等方面。此外，固一固相变蓄热材料

主要应用在家庭采暖系统中，它与水合

盐相比．具有不泄漏、收缩膨胀小、热

效率高等优点，能耐3000次以上的冷热

循环(相当于使用寿命25年)：把它们注

入纺织物，可以制成保温性能好、重量

轻的服装：可以用于制作保温时间比普

通陶瓷杯长的保温杯：含有这种相变材

料的沥青地面或水泥路面，可以防止道

路、桥梁结冰。因此，它在工程保温材

料、医疗保健产品、航空和航天器材、

军事侦察、日常生活用品等方面有广阔

的应用前景。今后相变储能材料的发展

主要体现在以下几个方面：(a)进一步筛

选符合环保的低价的有机相变储能材

料，如可再生的脂肪酸及其衍生物。对

这类相变材料的深入研究，可以进一步

提升相变储能建筑材料的生态意义：(b)

开发复合相变储热材料是克服单一无机

或有机相变材料不足，提高其应用性能

的有效途径；(c)针对相变材料的应用场

合，开发出多种复合手段和复合技术，

研制出多品种的系列复合相变材料是复

合相变材料的发展方向之一：(d)开发多

元相变组合材料。在同一蓄热系统中采

用相变温度不同的相变材料合理组合，

可以显著提高系统效率，并能维持相变

过程中相变速率的均匀性。这对于蓄热

和放热有严格要求的蓄能系统具有重要

意义：(e)进一步关注高温储热和空调储

冷。美国NASALewis研究中心利用高温

相变材料成功的实现了世界上第一套空

间太阳能热动力发电系统2kW电力输

出，标志这一重要的空间电力技术进入

了新的阶段。太阳能热动力发电技术是

一项新技术，是最有前途的能源

解决方案之一，必将极大地推动高

温相变储热技术的发展。另外，低温储

热技术是当前空调行业研究开发的热

点，并将成为重要的节能手段；(f)纳米

复合材料领域的不断发展，为制备高性

能复合相变储热材料提供了很好的机

遇。利用纳米材料的特点制备新型高性

能纳米复合

相变储热材料是制备高性能复合相

变材料的新途径。

3相变材料的应用

相变材料的应用已