定型有机相变储热材料阻燃改性的研究进展

定型有机相变材料具有过冷度低、不易出现相偏析、化学稳定性好等优点,在建筑节能、电池热管理和航空热防护等方面具有广泛的应用前景。然而定型有机相变材料普遍存在易燃问题,对其应用安全产生严重影响。因此,亟需对定型有机相变材料的阻燃特性进行研究。本文通过对近几年的相关文献进行总结探讨,简要综述了相变材料的分类、阻燃剂的种类和阻燃机理,概述了常用定型阻燃复合材料的制备方法和种类。并借助极限氧指数、总释放热量、峰值放热速率等参数重点分析了各类阻燃剂对定型相变储热材料热安全性能的影响。在结论中提出了掺入协同阻燃剂和相变材料的化学改性等进一步增强相变材料阻燃性能的策略。有望促进拓宽定型相变材料应用领域的拓宽,提高相变储能系统的安全性,有助于构建更安全、环保、高效的能源储存和利用体系。

碳酸盐/高炉矿渣定型复合相变储热材料的制备与性能

碳酸盐(Na_(2)CO_(3)和K_(2)CO_(3))是极具潜力的高温相变材料,高炉矿渣(blast furnace slag,BS)作为基体材料兼具环境和经济效益,但是碳酸盐在高温熔融状态下通常会与高炉矿渣发生反应。为此,本工作发展两步法制备路线以攻克这一问题。首先,使用碳酸盐对高炉矿渣进行改性,得到化学性质稳定的改性矿渣(modified blast furnace slag,MBS);其次,通过混合烧结法制备碳酸盐/改性矿渣定型复合相变材料(form-stable phase change materials,FSPCMs)。经过冷热循环测试制备的K_(2)CO_(3)/KMBS复合相变材料比Na_(2)CO_(3)/NMBS的定型效果更优。分析发现,K_(2)CO_(3)与KMBS具有良好的化学相容性,随着K_(2)CO_(3)含量增加,K_(2)CO_(3)/KMBS定型相变材料的潜热逐渐增加,且测试结果与计算一致,在质量比4∶6(40K_(2)CO_(3)/60KMBS)时,潜热为94.8 k J/kg,且热稳定性最好。