导热复合定形相变材料的制备及性能研究

发布时间：2017-10-30 05:35

  本文关键词：导热复合定形相变材料的制备及性能研究

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【摘要】：利用相变材料在相变过程中温度变化不大,但伴随着大量热量的释放和吸收这一原理,可以将太阳能或空气能等可再生能源储存于相变材料中,加以回收利用。然而,相变材料在发生固-液相变过程中会发生流动,同时,相变材料的热导率较低,这给实际使用带来了诸多不便。为解决这些问题,将相变材料进行定形化和高导热化是一种行之有效的办法。以EVA作为支撑材料,研究了不同加工方式、石蜡的含量对定形相变材料渗漏率的影响。研究表明,熔融共混法较其他方法,具有更好的均匀性,且当石蜡含量为70wt%时,具有较好的性能。通过加入EG作为导热填料,通过熔融共混法制备了石蜡/EVA/EG导热定形相变材料。通过改变EG的用量研究了其对导热复合定形相变材料各项性能的影响。研究表明当石蜡含量为70%,EG含量为8%时,复合相变材料性能最好。以EVA作为支撑材料,EG和CF作为导热填料,通过熔融共混法制备了导热复合定形相变材料。通过改变CF在导热填料中的用量研究了其对复合协同导热定形相变材料各项性能的影响。研究表明当石蜡含量为70%,导热填料含量为8%,CF占导热填料20 wt%时复合相变材料性能最优。此时,导热网络在取向方向上得到了良好的构筑。以片状石墨为原料,通过改性hummer法制备氧化石墨,然后通过水热反应,冷冻干燥,高温煅烧制成三维石墨烯气凝胶;将碳纳米管(CNTs)用十二烷基苯磺酸钠分散十二小时,然后混合氧化石墨溶液,通过上述方法制得石墨烯-碳纳米管碳气凝胶。将不同的碳气凝胶分别与石蜡和石蜡/EVA在70℃和130℃真空烘箱中处理1h,制得导热定形相变材料。经研究发现,CNTs可以有效进一步提高复合相变材料的热导率,EVA的加入可以进一步提高复合材料性能。
【关键词】：定形相变材料 协同导热 碳气凝胶 制备 高焓值
【学位授予单位】：西南科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TB34
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 绪论9-31
• 1.1 研究背景9-10
• 1.2 热能储存方式的分类及特点10-11
• 1.3 相变材料11-13
• 1.3.1 无机相变材料12
• 1.3.2 有机相变材料12-13
• 1.4 导热相变材料13-16
• 1.4.1 碳基导热相变材料13-14
• 1.4.2 金属基导热相变材料14-15
• 1.4.3 导热相变材料存在的问题15-16
• 1.5 定形相变材料16-19
• 1.5.1 高分子基定形相变材料17
• 1.5.2 胶囊型定形相变材料17-18
• 1.5.4 粘土基定形相变材料18-19
• 1.6 导热定形相变相变材料19-27
• 1.6.1 导热定形相变材料的制备方法19-24
• 1.6.2 导热定形相变相变材料的应用24-27
• 1.7 课题的选题意义及研究内容27-31
• 1.7.1 课题的选题意义27-29
• 1.7.2 课题的研究内容29-31
• 2 石蜡/EVA/EG-CF定形相变材料的制备及性能研究31-50
• 2.1 引言31-32
• 2.2 实验原料及仪器32
• 2.3 复合相变材料的制备及表征32-35
• 2.3.1 定形相变材料的制备32-33
• 2.3.2 复合相变材料的制备33-34
• 2.3.3 复合相变材料的性能表征34-35
• 2.4 石蜡/EVA定形相变材料渗漏率的影响35-37
• 2.4.1 制备工艺对石蜡/EVA样品渗漏率的影响35-36
• 2.4.2 石蜡含量对渗漏率性能的影响36-37
• 2.5 EG对定形相变材料的性能影响研究37-44
• 2.5.1 EG含量对定形相变材料渗漏率的影响37-38
• 2.5.2 石蜡/EVA/EG结构表征38-41
• 2.5.3 石蜡/EVA/EG热性能表征41-44
• 2.6 石蜡/EVA/EG-CF的性能影响研究44-48
• 2.6.1 石蜡/EVA/EG-CF结构表征44-46
• 2.6.2 石蜡/EVA/EG-CF热性能表征46-48
• 2.7 本章小结48-50
• 3 石蜡/EVA/碳气凝胶导热定形相变材料的制备及性能研究50-64
• 3.1 引言50
• 3.2 实验原料及仪器50-51
• 3.3 碳气凝胶定形相变材料的制备及表征51-53
• 3.3.1 碳气凝胶定形相变材料的制备51-52
• 3.3.2 碳气凝胶定形相变材料的表征52-53
• 3.4 碳气凝胶对石蜡/碳气凝胶材料的性能影响研究53-58
• 3.4.1 石蜡/碳气凝胶材料结构表征53-55
• 3.4.2 石蜡/碳气凝胶相变复材热性能分析55-58
• 3.5 碳气凝胶对石蜡/EVA相变复材性能的影响研究58-62
• 3.5.1 石蜡/EVA/碳气凝胶相变复材结构性能58-59
• 3.5.2 石蜡EVA/碳气凝胶材料热性能分析59-62
• 3.5.3 碳气凝胶复合相变材料的渗漏率62
• 3.6 本章小结62-64
• 结论64-65
• 致谢65-66
• 参考文献66-77
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文及研究成果77

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本文编号：1116351