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多孔铝骨架/复合相变材料温控性能研究

功能材料 2024年第3期55卷 3128-3137页

作者：胡智涵黄书烽范芳蕾史冬敏蓝宁东华理工大学机械与电子工程学院南昌330013 东华理工大学江西省新能源工艺及装备工程技术研究中心南昌330013

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... 详细信息

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。

关键词：多孔铝骨架 3D打印复合相变材料温控性能

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粉煤灰基复合相变材料研究进展

化工新型材料 2024年

作者：刘鹏饶俊杨炳飞王雅静河北地质大学宝石与材料学院硅酸盐固废资源化利用河北省工程研究中心河北省岩石矿物材料绿色开发重点实验室

粉煤灰高值化利用和相变储能材料防泄漏封装的双重需要，使得粉煤灰基复合相变材料成为新能源材料研究的热点之一。综述了近5年粉煤灰基复合相变材料在材料组成、制备方法、封装效果、储热性能等方面的研究进展，总结了提高FA基复合相... 详细信息

粉煤灰高值化利用和相变储能材料防泄漏封装的双重需要，使得粉煤灰基复合相变材料成为新能源材料研究的热点之一。综述了近5年粉煤灰基复合相变材料在材料组成、制备方法、封装效果、储热性能等方面的研究进展，总结了提高FA基复合相变材料导热率的方法及该材料在建筑领域的应用情况，对其未来的研究方向进行了展望。

关键词：粉煤灰复合相变材料定形封装储热性能导热性应用

Ba(OH)2·8H2O复合相变材料蓄热供热可行性研究

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新能源进展 2024年第3期12卷 353-360页

作者：张一澍张文庆兰州交通大学新能源与动力工程学院兰州730070

针对传统太阳能供热系统储热水箱体积大、储热密度低、温度不恒定、热量损失大等缺点,开展以Ba(OH)_(2)·8H_(2)O为基体的相变蓄热/供热实验研究。在油封环境下,对Ba(OH)_(2)·8H_(2)O放热过程出现的过冷现象,选取了同晶型成核剂Sr(OH)_... 详细信息

针对传统太阳能供热系统储热水箱体积大、储热密度低、温度不恒定、热量损失大等缺点,开展以Ba(OH)_(2)·8H_(2)O为基体的相变蓄热/供热实验研究。在油封环境下,对Ba(OH)_(2)·8H_(2)O放热过程出现的过冷现象,选取了同晶型成核剂Sr(OH)_(2)·8H_(2)O、非同晶型成核剂Na_(2)B_(4)O_(7)·10H_(2)O;对Ba(OH)_(2)·8H_(2)O的相分层现象,选取增稠剂羧甲基纤维素、增稠剂明胶。实验表明,油封环境下向Ba(OH)_(2)·8H_(2)O中添加质量分数为3%的Na_(2)B_(4)O_(7)·10H_(2)O和质量分数为1%的羧甲基纤维素能够较好改善Ba(OH)_(2)·8H_(2)O的过冷现象和相分层。以该研究为基础,制备97 kg Ba(OH)_(2)·8H_(2)O复合相变材料,搭建相变蓄热/供热实验平台。蓄热实验中,温度曲线呈现明确的三阶段性,蓄热总时长1185 min,相变过程首先从底部开始,并逐步向上蔓延。70℃以下蓄热时长为185 min,温升率高,蓄热量少。70~80℃蓄热时长为965min,温升率低,蓄热量大;80~84℃蓄热时长为35min,温升率高,蓄热量少。供热实验无过冷现象,供热总时长602 min,A、B、C三测点温度平缓下降。散热器供水温度范围为60~74℃,回水温度范围为53~65℃,供回水温度符合实际工程要求。供热实验表明Ba(OH)_(2)·8H_(2)O复合相变材料在应用于蓄热供热时具有较好应用价值。

关键词： Ba(OH)2·8H2O 过冷现象复合相变材料蓄热实验供热实验

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沥青路面用复合相变材料研究进展

化工新型材料 2024年第6期52卷 212-217页

作者：曾正源王雪婷江雨臻况栋梁陈华鑫长安大学材料科学与工程学院西安710061

为缓解夏季热岛效应和减少路面病害,“凉爽路面”已从概念得到落实,其中相变材料因其自动控温的特性受到了道路工程研究人员青睐。介绍了相变材料的分类及其特点,概述了路面传热机理模型和影响因素。针对直掺相变沥青性能劣化的问题,提... 详细信息

为缓解夏季热岛效应和减少路面病害,“凉爽路面”已从概念得到落实,其中相变材料因其自动控温的特性受到了道路工程研究人员青睐。介绍了相变材料的分类及其特点,概述了路面传热机理模型和影响因素。针对直掺相变沥青性能劣化的问题,提出了复合相变材料技术并展开介绍其应用效果。还总结归纳了相变改性沥青控温效果测试方法的优缺点,综述了复合相变材料对沥青及沥青混合料的降温效果和性能影响,最后指出了当前路用相变材料应深入研究的方向,并对复合相变材料泄漏问题提出了改进方法与展望。

关键词：沥青路面复合相变材料路用性能降温效果相变焓

冻融作用下复合相变材料改良黄土力学特性研究及机理分析

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防灾减灾工程学报 2024年第3期44卷 715-724页

作者：朱怀太欧尔峰姜琪赵永春赵建沅兰州交通大学土木工程学院甘肃兰州730070 中国科学院西北生态环境资源研究院冻土工程国家重点实验室甘肃兰州730000 中国科学院大学北京100049

为降低冻融作用对黄土力学性能的劣化影响,基于相变材料的温度调控功能,提出了一种采用膨胀石墨-正十四烷复合相变材料(EG-C_(14))改良黄土的方法。以兰州黄土为研究对象,开展典型冻融循环后不同EG-C_(14)掺入比黄土试样的体积变形试验... 详细信息

为降低冻融作用对黄土力学性能的劣化影响,基于相变材料的温度调控功能,提出了一种采用膨胀石墨-正十四烷复合相变材料(EG-C_(14))改良黄土的方法。以兰州黄土为研究对象,开展典型冻融循环后不同EG-C_(14)掺入比黄土试样的体积变形试验、力学性能试验和微观结构试验,探究冻融作用下不同EG-C_(14)掺量对黄土力学性能的影响规律及改良机理。试验结果表明:EG-C_(14)减缓了冻融循环过程中土体内部的温度变化,进而有效抑制了土体的胀缩变形;同时,EG-C_(14)降低了冻融循环对土体微观结构的损伤,与素黄土相比,多次冻融循环后改良土体内部的支架孔隙明显减少,颗粒骨架也更为密实,进而增强了土体的力学性能;此外,EG-C_(14)改良黄土的力学性能随EG-C_(14)掺量的增加先增大然后逐渐趋于稳定,且掺量为4%时改良效果最佳。

关键词：冻融作用黄土复合相变材料力学特性机理分析

膨胀珍珠岩/脂肪酸复合相变材料的制备及封装效果分析

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化工新型材料 2024年

作者：徐众吴恩辉侯静李军攀枝花学院钒钛学院四川省太阳能利用技术集成工程实验室太阳能技术集成及应用推广四川省高校重点实验室

以膨胀珍珠岩(EP)为支撑材料，月桂酸(LA)、肉豆蔻酸(MA)、棕榈酸(PA)和硬脂酸(SA)为相变主材，采用熔融共混法制备膨胀珍珠岩/脂肪酸(EP/FA)复合相变材料。泄漏率是衡量材料封装效果的重要指标之一，通过实验研究了EP添加量、加热时间... 详细信息

以膨胀珍珠岩(EP)为支撑材料，月桂酸(LA)、肉豆蔻酸(MA)、棕榈酸(PA)和硬脂酸(SA)为相变主材，采用熔融共混法制备膨胀珍珠岩/脂肪酸(EP/FA)复合相变材料。泄漏率是衡量材料封装效果的重要指标之一，通过实验研究了EP添加量、加热时间和加热温度对复合相变材料泄漏率的影响。结果表明，材料的泄漏率随着EP添加量增大而减小，在LA、MA、PA和SA中分别添加质量分数59%、69%、65%、66%的EP时，脂肪酸(FA)不会泄漏；EP/LA、EP/MA、EP/PA和EP/SA复合相变材料的泄漏率会随加热时间的延长而提高，线性拟合结果表明两者相关系数R2大于0.95，说明两者存在一定的线性相关性，加热12h后上述4种复合相变材料的泄漏率分别达到1.48%、1.34%、1.49%和1.17%；4种复合相变材料的泄漏率会随加热温度升高而增大，加热温度对EP/LA的热稳定性影响最大，对EP/MA影响最小；在不同温度加热1～3h，4种复合相变材料的泄漏率分别低于0.78%、0.36%、0.45%和0.42%。添加EP能够很好地封装FA，同时提升蓄热温度和时间，但是材料潜热降低，因此采用EP封装有机相变材料时应先进行适当的改性。

关键词：熔融共混复合相变材料泄漏率热稳定性

PDA改性纤维素基复合相变材料的制备及性能

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精细化工 2024年

作者：杨文菊唐雨霞陈卫麒汪华王浩安徽农业大学材料与化学学院安徽省产品质量监督检验研究院

将多巴胺（DA）在有无2，2，6，6-四甲基哌啶-氮-氧化物存在下自聚合形成T-PDA和A-PDA纳米粒子，然后分别与羧甲基纤维素钠（CMC）混合，以4-羟基-3-甲氧基苯甲醛为交联剂制备了CT-P和CA-P气凝胶，最后将CMC气凝胶（CMC以4-羟基-3-甲氧... 详细信息

将多巴胺（DA）在有无2，2，6，6-四甲基哌啶-氮-氧化物存在下自聚合形成T-PDA和A-PDA纳米粒子，然后分别与羧甲基纤维素钠（CMC）混合，以4-羟基-3-甲氧基苯甲醛为交联剂制备了CT-P和CA-P气凝胶，最后将CMC气凝胶（CMC以4-羟基-3-甲氧基苯甲醛为交联剂制备）、CA-P和CT-P气凝胶真空浸渍聚乙二醇2000（PEG2000）制备了3种复合相变材料PEG/CMC、PEG/CA-P和PEG/CT-P。采用SEM、FTIR、DSC、TGA和热像仪对气凝胶、复合相变材料进行了表征。结果表明，PDA粒子的加入提高了复合相变材料的综合性能，CA-P和CT-P气凝胶孔隙率分别为94.73%和92.80%，高于CMC气凝胶（92.30%）；3种气凝胶对PEG2000均有良好的封装稳定性，在100 ℃保持3 min，其封装的PEG2000虽融化但未发现明显的泄漏；PEG/CA-P和PEG/CT-P的光热转化效率分别为51.75%和76.27%，高于PEG/CM（41.86%）。与PEG/CMC和PEG/CA-P相比，PEG/CT-P的相变焓值（149.26 J/g）更接近PEG2000（152.67 J/g），表现出了更佳的储能效果。制备的3种复合相变材料在50次的DSC热循环性考察中均表现出循环稳定性。

关键词： PDA 羧甲基纤维素钠气凝胶复合相变材料热性能功能材料

低熔点四元硝酸盐基定型复合相变材料的制备与研究

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储能科学与技术 2024年第5期13卷 1451-1459页

作者：许荣玉陆海涛郭荷渡汤占赟李琦吴玉庭北京工业大学机械与能源工程学院传热强化与过程节能教育部重点实验室传热与能源利用北京市重点实验室北京100124

采用冷压-热烧结方法制备研究了一种形态稳定的硝酸盐基复合相变材料,该材料具有较低的熔点和较宽的温度使用范围,适用于中低温领域的热能储存。研究选取NaNO_(3)-NaNO_(2)-KNO_(2)-LiNO_(3)共晶四元硝酸盐为相变基体材料,氧化镁为结构... 详细信息

采用冷压-热烧结方法制备研究了一种形态稳定的硝酸盐基复合相变材料,该材料具有较低的熔点和较宽的温度使用范围,适用于中低温领域的热能储存。研究选取NaNO_(3)-NaNO_(2)-KNO_(2)-LiNO_(3)共晶四元硝酸盐为相变基体材料,氧化镁为结构支撑材料,石墨为导热增强剂,并对其微观结构、化学相容性、热物理性能和循环稳定性进行了一系列表征,结果表明:在烧结前后四元硝酸盐、氧化镁以及石墨之间不发生化学反应,具有良好的化学相容性及化学稳定性。在不同质量比的样品中,四元硝酸盐与氧化镁质量比为6∶4时,为复合材料的最佳配比,且其负载质量分数8%的石墨后,仍表现出优异的结构稳定性;该复合材料的熔点较低,约为70℃,分解温度达到610℃;在50~580℃的温度范围内,具有超过749 kJ/kg的储能密度;添加8%的石墨后复合材料的热导率从0.41 W/(m·K)提高到了0.77 W/(m·K);经150次循环后,复合材料表现出良好的热循环稳定性。这种具有低熔点、宽温域的盐基复合材料是中低温热能存储的有力候选者,本研究为其在中低温领域的应用提供了实践依据。

关键词：四元硝酸盐复合相变材料低熔点宽温域热能储存

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新型空调蓄冷复合相变材料的制备及性能研究

化工新型材料 2024年

作者：王强强罗孝学李祥林曹士博竟浩通方嵛北部湾大学

以CaCl2·6H2O-25%MgCl2·6H2O为相变蓄冷基材，丙三醇作温度调节剂，制备一种新型空调蓄冷相变材料。CaCl2·6H2O-25%MgCl2·6H2O与丙三醇质量比为19∶1时复合相变材料的相变温度（11.24℃）适合空调蓄冷，且相变潜热值为119.15J/g。加... 详细信息

以CaCl2·6H2O-25%MgCl2·6H2O为相变蓄冷基材，丙三醇作温度调节剂，制备一种新型空调蓄冷相变材料。CaCl2·6H2O-25%MgCl2·6H2O与丙三醇质量比为19∶1时复合相变材料的相变温度（11.24℃）适合空调蓄冷，且相变潜热值为119.15J/g。加入SrCl2·6H2O作成核剂，添加1.2%的SrCl2·6H2O时复合材料的过冷度几乎为零。经过50次热循环测试未见材料出现相分离，热稳定性能良好。

关键词：复合相变材料六水氯化钙六水氯化镁丙三醇蓄冷