六水氯化钙/膨胀石墨复合定形相变材料的制备和性能研究
发布时间：2021-02-17 05:01
相变材料利用相变过程中产生的潜热来实现能量的储存和释放,从而控制周围环境的温度。水合盐相变材料作为典型的无机相变材料具有价格便宜、储热密度大、相变潜热大、导热系数大、无毒不易燃的优点,应用前景广阔。但水合盐相变材料也存在过冷、相分离和固-液相变泄漏的问题,成为规模化应用的瓶颈。复合定形相变材料是将相变材料与载体结合,形成稳定的固-液相变材料,使其在储热过程中外形仍可保持固体形状,从而避免固-液相变泄漏问题,并在一定程度上改善过冷、相分离问题。本文采用相变温度接近室温的六水氯化钙（CaCl2·6H2O,CCH）作为相变材料,分别以膨胀石墨（EG）和工业破碎膨胀石墨粉（EGp）等多孔材料为吸附基质,制备出CCH/EG和CCH/EGp复合定形相变材料。通过在复合定形相变材料中添加表面活性剂OP-10和成核剂SrCl2·6H2O进行改性,利用XRD、DSC、SEM、升温实验、步冷曲线、热导率测试等对其物相结构、热物性、微观结构、密封性、过冷度、热导率和循环稳定性等进行表征测试,最终获得了制备工艺简单、性能较...
【文章来源】：中国石油大学(北京)北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：62 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
相变材料按化学成分分类Fig.1.1Classificationofphasechangematerialsbychemicalcomponents混合类有机-无机混合物无机-无机混合物
图 2.1 Hot Disk 导热系数仪热导率测试示意图[69]Fig. 2.1 The experimental set-up for Hot Disk thermal conductivity detector（7）步冷曲线和循环稳定性测试无机水合盐相变材料的过冷和相分离问题是制约其应用的两大问题，过冷问主要体现在相变材料凝固过程的过冷度，相分离问题主要表现为相变材料在冷循环过程中出现固相和液相不相容、相变潜热过度衰减，从而表现为相变材料循环稳定性差、寿命低。实验中测试步冷曲线和循环稳定性的“温度-时间”曲线所用方法为 T-history法，示意图如图 2.2 所示。该方法所用系统主要包括四部分：高温水浴锅、低温温槽、数据采集系统和热能储存试样单元。数据采集仪连接热电偶或热电阻等温组件。测试流程：①将相同质量样品装入相同规格试管中，旋紧胶塞组成热储存试样单元；②将测温组件通过胶塞中部插入试样中，使测温探头位于试样部相同高度；③打开数据采集仪，开始记录，设置记录间隔；④将试管放入高相变材料相变温度的高温水浴中，保持一定时间至相变材料完全溶解；⑤将试放入低于相变材料相变温度的低温槽中，保持一定时间至相变材料凝固，从而
10 20 30 40 50 60 70 80 0CaCl2,% (wt)冰+L图 2.3 CaCl2-H2O 体系相图[70]ig. 2.3 Phase dagram of CaCl2-H2O syste20 40 60 PDF#26-1053 CaCa2 (deg.)图 2.4 CaCl2·6H2O 的 XRD 谱图Fig. 2.4 XRD pattern of CaCl2·6H2O
【参考文献】：
期刊论文
[1]低温可膨胀石墨的制备及插层过程特性[J]. 罗立群,刘斌,王召,魏金明,安峰文. 化工进展. 2017(10)
[2]水合盐相变储能材料的研究进展[J]. 孟令然,郭立江,李晓禹,王会,陈胜利,周园,李建强. 储能科学与技术. 2017(04)
[3]膨胀石墨/芒硝复合定形相变材料制备及性能研究[J]. 蒋自鹏,铁生年. 材料导报. 2016(12)
[4]相变材料在建筑隔热保温中的应用[J]. 郭纪帅,谢德龙,张心亚. 涂料工业. 2014(07)
[5]相变储能材料的研究及其工业化应用[J]. 刘杰. 陶瓷. 2014(02)
[6]相变材料的研究与进展[J]. 王轩,朱金华,刘明光. 广州化工. 2013(18)
[7]非离子表面活性剂OP-10浊点的测定及其影响因素的研究[J]. 周俊. 绿色科技. 2012(07)
[8]相变建筑材料（PCBM）的研究现状[J]. 郑金妹,严捍东. 建筑节能. 2008(10)
[9]定形相变材料的制备方法[J]. 薛平,李建立,丁文赢,韩晋民,孙国林. 化工新型材料. 2008(09)
[10]膨胀石墨的化学氧化法制备研究进展[J]. 王厚山. 中国非金属矿工业导刊. 2008(04)
硕士论文
[1]膨胀石墨/水合盐复合定型相变材料制备与性能分析[D]. 冷从斌.云南师范大学 2015
[2]膨胀石墨基复合中温相变储热材料的制备及性能研究[D]. 王淑萍.华南理工大学 2014
[3]膨胀石墨的制备及其吸附性能研究[D]. 郑淑彬.福建师范大学 2007
[4]固—固相变储能物质(CnH2n+1NH3)2MCl4及其二元体系的研究[D]. 韩铁城.河北师范大学 2006
[5]中低温定形相变储能材料的研究[D]. 方春香.北京工业大学 2006
[6]用于建筑节能的相变蓄热材料热性能研究[D]. 程玉蓉.浙江大学 2006
本文编号：3037471
【文章来源】：中国石油大学(北京)北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：62 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
相变材料按化学成分分类Fig.1.1Classificationofphasechangematerialsbychemicalcomponents混合类有机-无机混合物无机-无机混合物
图 2.1 Hot Disk 导热系数仪热导率测试示意图[69]Fig. 2.1 The experimental set-up for Hot Disk thermal conductivity detector（7）步冷曲线和循环稳定性测试无机水合盐相变材料的过冷和相分离问题是制约其应用的两大问题，过冷问主要体现在相变材料凝固过程的过冷度，相分离问题主要表现为相变材料在冷循环过程中出现固相和液相不相容、相变潜热过度衰减，从而表现为相变材料循环稳定性差、寿命低。实验中测试步冷曲线和循环稳定性的“温度-时间”曲线所用方法为 T-history法，示意图如图 2.2 所示。该方法所用系统主要包括四部分：高温水浴锅、低温温槽、数据采集系统和热能储存试样单元。数据采集仪连接热电偶或热电阻等温组件。测试流程：①将相同质量样品装入相同规格试管中，旋紧胶塞组成热储存试样单元；②将测温组件通过胶塞中部插入试样中，使测温探头位于试样部相同高度；③打开数据采集仪，开始记录，设置记录间隔；④将试管放入高相变材料相变温度的高温水浴中，保持一定时间至相变材料完全溶解；⑤将试放入低于相变材料相变温度的低温槽中，保持一定时间至相变材料凝固，从而
10 20 30 40 50 60 70 80 0CaCl2,% (wt)冰+L图 2.3 CaCl2-H2O 体系相图[70]ig. 2.3 Phase dagram of CaCl2-H2O syste20 40 60 PDF#26-1053 CaCa2 (deg.)图 2.4 CaCl2·6H2O 的 XRD 谱图Fig. 2.4 XRD pattern of CaCl2·6H2O
【参考文献】：
期刊论文
[1]低温可膨胀石墨的制备及插层过程特性[J]. 罗立群,刘斌,王召,魏金明,安峰文. 化工进展. 2017(10)
[2]水合盐相变储能材料的研究进展[J]. 孟令然,郭立江,李晓禹,王会,陈胜利,周园,李建强. 储能科学与技术. 2017(04)
[3]膨胀石墨/芒硝复合定形相变材料制备及性能研究[J]. 蒋自鹏,铁生年. 材料导报. 2016(12)
[4]相变材料在建筑隔热保温中的应用[J]. 郭纪帅,谢德龙,张心亚. 涂料工业. 2014(07)
[5]相变储能材料的研究及其工业化应用[J]. 刘杰. 陶瓷. 2014(02)
[6]相变材料的研究与进展[J]. 王轩,朱金华,刘明光. 广州化工. 2013(18)
[7]非离子表面活性剂OP-10浊点的测定及其影响因素的研究[J]. 周俊. 绿色科技. 2012(07)
[8]相变建筑材料（PCBM）的研究现状[J]. 郑金妹,严捍东. 建筑节能. 2008(10)
[9]定形相变材料的制备方法[J]. 薛平,李建立,丁文赢,韩晋民,孙国林. 化工新型材料. 2008(09)
[10]膨胀石墨的化学氧化法制备研究进展[J]. 王厚山. 中国非金属矿工业导刊. 2008(04)
硕士论文
[1]膨胀石墨/水合盐复合定型相变材料制备与性能分析[D]. 冷从斌.云南师范大学 2015
[2]膨胀石墨基复合中温相变储热材料的制备及性能研究[D]. 王淑萍.华南理工大学 2014
[3]膨胀石墨的制备及其吸附性能研究[D]. 郑淑彬.福建师范大学 2007
[4]固—固相变储能物质(CnH2n+1NH3)2MCl4及其二元体系的研究[D]. 韩铁城.河北师范大学 2006
[5]中低温定形相变储能材料的研究[D]. 方春香.北京工业大学 2006
[6]用于建筑节能的相变蓄热材料热性能研究[D]. 程玉蓉.浙江大学 2006
本文编号：3037471
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