面向儲熱的復(fù)合相變材料熱物性表征及調(diào)控機(jī)理研究.pdf

1、相變材料利用潛熱的方式儲存和釋放大量熱量，溫度卻幾乎不變，這一特性使其能夠作為儲熱介質(zhì)解決可再生能源供求不平衡的問題。但是由于自身較低的導(dǎo)熱系數(shù)，傳統(tǒng)相變材料的應(yīng)用范圍被大大限制，比較有效的方法是將微納尺度的高導(dǎo)熱顆粒（碳納米管、石墨烯、納米銀顆粒等）加入到相變材料中，得到具有優(yōu)異儲熱性能的復(fù)合相變材料。
　　在以往納米復(fù)合相變材料的研究中，由于顆粒種類/形貌、測量方式、制備方法的差異，有關(guān)導(dǎo)熱系數(shù)調(diào)控規(guī)律與機(jī)理的結(jié)論眾所紛紜。為

2、此，本文通過對比實(shí)驗(yàn)，重點(diǎn)分析了銀、碳納米顆粒的形貌、尺寸對相變材料關(guān)鍵熱物性和儲熱性能的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，石墨烯為代表的二維納米材料（石墨納米片、六方氮化硼、石墨烯納米片）具有優(yōu)異的導(dǎo)熱增強(qiáng)效果。當(dāng)石墨烯納米片的加載量為10 wt.％時(shí)，純二十烷的導(dǎo)熱系數(shù)最高提升近400%，并且樣品的潛熱焓仍保持在220 kJ/kg以上。產(chǎn)生這一結(jié)果不僅因?yàn)轭w粒自身的高導(dǎo)熱，還和二維結(jié)構(gòu)在相變材料中產(chǎn)生的更小接觸熱阻有關(guān)。
　　固液相變過程往往伴

3、隨著相變材料晶體的生長與消失，晶體大小和結(jié)晶化程度皆會影響到相變材料的有效導(dǎo)熱系數(shù)，而納米顆粒的加入則會讓導(dǎo)熱系數(shù)的影響因素變得更為復(fù)雜。因此，本文還結(jié)合微觀形貌表征、DSC測試等手段，從納米填料摻雜、相變點(diǎn)溫度以及凝固速率等角度，探究了復(fù)合相變材料導(dǎo)熱系數(shù)的調(diào)控規(guī)律。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，當(dāng)測試溫度接近相變點(diǎn)或者凝固速率更緩慢時(shí)，都有助于獲得更高的導(dǎo)熱系數(shù)。
　　針對納米復(fù)合相變材料中分散相易發(fā)生團(tuán)聚沉降的缺點(diǎn)，同時(shí)為了在相變材料中主動構(gòu)建