复合相变材料的研究现状--材料导报.pdf

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1、·248·材料导报2008年8月第22卷专辑Ⅺ复合相变材料的研究现状*李海建，冀志江，王静，辛志军(中国建筑材料科学研究总院国家绿色建筑材料重点实验室，北京100024)摘要简述了相变材料特点和分类情况，对复合相变材料的3种复合方法——直接浸泡法、微胶囊法和多孔无机载体复合法进行了详细的说明和对比。由于多孔无机载体吸附法具备众多其他复合方法所欠缺的优点，成为现在比较实用的相变材料复合方法。对复合相变材料的测试分析方法以及应用方面进行了简要的阐述。关键词相变复合材料多孔无机载体微胶囊ResearchStatusofPhaseChangeCompositeMaterialsLIHaijian，JI

2、Zhijiang，WANGJing，XINZhijun(StateKeyLaboratoryofGreenBuildingMaterials，ChinaBuildingMaterialsAcademy，Beijing100024)AbstractInthispaperthephasechangematerials’characteristicsandclassificationaredescribedatfirstandthreepreparationmethods——一directlyimmersionintoPCM，micro-encapsulatedPCMandporousinorgan

3、iccarriersab—sorbedPCMareexplainedindetail．Thelastmethodbecomesthepracticalonebecauseithasmanyuniquemerits．Atlast，thetestingmethodsandapplicationofPCMarediscussedsimply．Keywordsphasechangecompositematerial，porousinorganiccarriers，microcapsule近年来，矿物能源枯竭和环境污染等问题越来越突出，提高中性能稳定、易于操作[6]。能源使用效率和开发可再生能源成为人类

4、面临的重要课题。相1相变材料的分类变材料(Phasechangematerials，PCM)在相变过程中能吸收或释放大量的潜热，可广泛应用于热量贮存和温度控制领域，近相变材料可根据化学成分和反应类型来分类。20年来在欧美国家得到迅速的发展。相变储能复合材料是一1．1化学成分种热功能复合材料，它能将能量以相变潜热的形式储藏在其载相变材料按照化学成分分为有机相变材料和无机相变材体内，实现能量在不同时空位置之间的转换。利用相变材料的料‘川。相变潜热实现能量的储存和利用，有助于提高能效和开发可再无机相变材料主要是碱及碱土金属的卤化物、硝酸盐，磷酸生能源，是近年来能源科学和材料科学领域中一个十分活跃的盐

5、，碳酸盐及醋酸等。这类相变材料相变潜热大、导热系数高、前沿研究方向。相变时体积变化小、价格低廉，但由于它们的结晶水模数在相变在相变过程中，相变储能材料与环境进行能量交换，达到控中有变化，使得相变的可逆性变差，而且存在一些如过冷问题严制环境温度和能量利用的目的。与显热储能相比，相变储能具重、易分层、腐蚀性强等缺点，妨碍了在建筑领域中的应用。有储能密度高、体积小巧、温度控制恒定、节能效果显著、相变温有机相变材料通常是一些醇、酸、高级烷烃等。这些材料具度选择范围宽、易于控制等优点，在航空航天、太阳能利用、采暖有合适的相变温度和较高的潜热且无毒、无腐蚀性、无过冷、无和空调、供电系统优化、医学工程、军事

6、工程、蓄热建筑和极端环分层等问题，稳定性强，相变过程可逆性好，适合在建筑领域中境服装等众多领域具有重要的应用价值和广阔的前景[1叫]。应用。用作固液相变的有机物由于官能团不同，在性质上相差相变材料的物质种类有20000多种，美国Dow化学公司对很大。缺点是导热性差、价格高，有些材料在高温或强氧化剂存这些材料进行筛选，认为只有1％的相变材料有实际应用价值，在时会燃烧、分解等，因此要加以选择，以确保安全[2’8’9]。最初用于相变复合材料的相变材料为无机盐水合物，这是因为1．2反应类型相变材料的研究背景为第一次世界石油危机，人们希望寻找新相变材料按照相变的方式一般可分为：固一固相变、固一液相能源以

7、减低对石油的需求r引。变、固一气相变、液一气相变。理想的相变材料应具有以下性质：①熔化潜热高，在相变中固一固相变材料相变温度通常较高，适合于应用的固一固相能贮能或放出较多的热量；②相变温度适当，能满足需要；③相变材料难以获得。固一气相变、液一气相变材料由于在相变过程变的可逆性好，能尽量避免过冷或过热现象；④材料导热系数中有气体产生，发生过大的体积变形而使材料的体积变化很大，大；⑤相变过程有较小的膨