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。

不同粒径活性炭/肉豆蔻酸复合相变材料

利用不同粒径活性炭(AC)为支撑材料,肉豆蔻酸(MA)为相变主材,采用熔融共混法制备不同AC/MA定型复合相变材料。借助电动压片机、红外成像仪、稳态热导率测试仪和半导体电阻率测试仪对材料物理性质及性能进行测试。结果表明,MA中添加200、300、325和400目(1目=1.5μm,余同)AC的最佳质量分数分别为47%、42%、38%和35%,添加质量分数随粒径减小而减小;成型复合材料的密度随AC质量分数和成型压力增加而增大,而泄漏率则随其增加而减小。成型复合材料的温度场分布更均匀,蓄-放热时间均比纯MA短。复合材料热导率分别比纯MA提高了1.91~4.11、2.05~3.93、1.71~3.93和1.97~4.11倍。复合材料的电阻率会随压力和石墨添加质量分数增加而减小,添加10%的石墨后,电阻率降低1~2个数量级;液态下混合材料电阻率波动更小;拟合分析显示材料电阻率与压力之间呈指数衰减趋势。

一种新型蓄冷储热复合相变材料及其应用

采用热塑性弹性体SEPS/OP10E C-PCMs通过物理交联机理,熔融共混法制备得到一种可形变,力学性能较强,可浇筑塑形的定型复合相变材料SEPS/OP10E C-PCMs。加入SEPS/OP10E-PEG 2000加强力学性能,探明了物理交联机理以及力学性能增强机理。实验借助多种测试表征手段如差示扫描量热法(DSC)、综合热分析法(TG)、拉力-应力测试等,探究其储热性能、热稳定性及力学性能等。测试结果表明,SEPS/OP10E-PEG 2000具有较高的潜热值,且50次加热-冷却循环后无石蜡泄漏,热稳定性良好,且最大拉伸率为652.3%,力学性能较强。并将这种具有浇筑塑形的SEPS/OP10E-PEG 2000应用于蓄冷箱中,其可在7~9℃温度下维持2.6 h之久。这种新型具有浇筑性能且各项热特性较强的复合相变材料在冷链运输中降低了储热材料的空间占比,使蓄冷箱精准控温能力和保冷性能增强的同时有效节约了冷链运输空间。