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1、第2卷第2期材料研究与应用Vo1.2,No.22008年6月MATERIALSRESEARCHANDAPPLICATIONJun.2008文章编号:167329981(2008)0220089204石蜡类相变材料的研究及应用进展陈枭,张仁元,毛凌波(广东工业大学材料与能源学院,广东广州510090)摘要:介绍了石蜡类相变材料的分类、热物性及在建筑、太阳能储热和空调系统中的应用进展等.关键词:相变材料;石蜡;热物性;应用+4中图分类号:TK11文献标识码:A近年来,相变材料热储能的应用备受关注,这是馏分中分离而得,需要经过常减压蒸馏、溶剂精制、因为相变材料具有储
2、热密度大、储热容器体积小、热溶剂脱蜡脱油、加氢精制等工艺从石油中提炼出来.效率高等优点,在太阳能利用、工业余热、废热回收、石蜡主要由直链烷烃混合而成,可用通式CnH2n+2建筑节能等领域具有广阔的应用前景,尤其是在建来表示.短链烷烃熔点较低,链开始增长时,熔点升筑空调和供暖领域以及太阳能利用等方面已成为国高较快,而后逐渐减慢.如C30H62的熔点是65.4℃,[1]内外研究的热点.C40H82的熔点是81.5℃,链再增长熔点将趋于一定相变材料分为固2液相变材料和固2固相变材值.随着链的增长,烷烃的熔解热也增大.由于空间料.固2液相变材料主要有石蜡、水合盐、硬脂
3、酸、无的影响,使奇数和偶数碳原子的烷烃性质有所不同,机盐等,其中石蜡又分为全精炼石蜡和半精炼石蜡.偶数碳原子烷烃的同系物有较高的熔解热,链更长与某些无机盐类相比,石蜡的相变潜热大、相变温度时,熔解热趋于恒定.在C7H16以上的奇数碳原子的范围广.虽然石蜡有液相生成,需用容器封装,但作烷烃和在C20H42以上的偶数碳原子的烷烃,在7～为一种相变材料它具有很多优点,如相变潜热高、几22℃内会产生两次相变,低温时先发生固2固相变,乎没有过冷现象、熔化时蒸气压力低、不易发生化学它是由链围绕长轴旋转而形成的.温度略高时发生反应且化学稳定性较好、在多次吸放热后相变温度固2
4、液相变.由于石蜡是固2液相变材料,所以这些烷和相变潜热变化很小、自成核、没有相分离和腐蚀烃在从固体到液体的相变过程中的总潜热接近于性,价格较低,与无机盐相当,被广泛应用于储能领固2液相变时的熔解热,可看作是储热中可利用的热域.由于其相变温度可调,使它在建筑节能领域、太能.与水合盐相比,石蜡有较大的熔解热.选择不同阳能利用等方面具有广阔的应用前景.不同种类或的碳原子个数的石蜡类物质,可获得不同的相变温不同组成的石蜡其相变温度也不同,根据石蜡的这度,相变潜热约为160～270kJ/kg.部分石蜡类的热[3]一特性可将其应用于相变墙体、储能地板、天棚或太物性列于表1
5、.[2]阳能储热装置中.由表1可见,直链烷烃的熔点基本上是随碳原子数单调递增的.但熔解热随碳原子数的变化要相1石蜡类相变材料对复杂一些:含偶数碳原子的烷烃的熔解热随碳原子数的增大而增大,偶数碳原子烷烃的同系物有较石蜡是精制石油的副产品,通常是从原油的蜡高的熔化热,但链更长时熔化热也趋于相等.收稿日期:2007210215作者简介:陈枭(1984-),男,江西九江人,博士研究生.©1994-2008ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http://www.cnki.net
6、90材料研究与应用2008表1未精制石蜡的热物性Table1Thermophysicalpropertiesofparaffinwax-3)比热/(J·mol-1·K-1)熔解热密度/(kg·m碳原子个数熔点/℃-1)(20/(kJ·kg℃)25℃80℃2036.75248755544.36582244.15252791598.17393065.55252806801.210374081.652728171022.01411[5]发生泄漏,影响墙体的使用.闰全英等人研究了以2相变材料在建筑物中的应用高聚乙烯(HDPE)作为支撑材料与石蜡(熔点28.2℃)混合,
7、形成形态稳定、强度较高的复合相变材将相变储能材料应用于建筑物的围护结构,为料———定形相变材料.定形相变材料的熔点为石蜡建筑节能提供了新的途径,把相变储热材料以不同的熔点,潜热随石蜡含量的增加而增大,它们近似成形式加入到建筑材料中构成相变墙体是目前国内外线性关系.在墙体中使用的石蜡和高聚乙烯构成的[4]研究的热点.相变材料在固2液态之间转变时,要定形材料中,石蜡的含量不应超过85%.石蜡和高经历物理状态的变化,在两种相变的过程中,材料要聚乙烯构成的定形相变材料在多次吸放热后,材料从环境中吸热或放热.在物理状态发生变化时可储的潜热值变化不大,稳定性较好.这种蓄能
8、材料的相存或释放的能量称为相变热,发生
