膨胀石墨/有机质复合相变材料的制备及性能

发布时间：2021-11-01 00:29

　　以膨胀石墨为支撑材料,石蜡、十六酸和硬脂酸为相变主材,采用熔融共混法制备复合相变材料,并对材料的热-电性能进行测试分析。结果表明,在3种有机质中分别添加7%、9%和11%的膨胀石墨,并在4MPa下压制成型,分别在65℃、70℃和75℃的烘箱中充热30min,有机质均未出现泄漏;相比3种纯有机质,复合相变材料的充热时间分别缩短32s、622s和231s,其放热时间分别缩短1040s、1327s和1311s。充热时复合材料的升温速率比固态下的纯有机质快,放热时复合材料全过程都比纯有机质降温速率快;经过60次热循环之后质量损失率均小于0.05%;成型后的复合材料充热时,温度场分布均比纯有机质均匀,放热时温度场分布基本一致,但成型对复合材料的温升有所抑制;复合材料的热导率分别比对应的有机质提高10.12～11.19倍、9.00～15.50倍和5.58～6.76倍;在2～8MPa时,复合材料的电阻率分别在0.092～0.150Ω·cm、0.058～0.146Ω·cm和0.020～0.041Ω·cm之间,均小于1Ω·cm,说明制备的复合相变材料具有良好的热-电性能。 

【文章来源】：化工进展. 2020,39(07)北大核心EICSCD

【文章页数】：10 页

【部分图文】：

复合相变材料的制备工艺

相变材料充-放热性能测试结果见图2所示，图中2(a)是纯SA，图2(b)是EG/SA复合材料，采用相同的方法分析纯PW、纯PA、EG/PW和EG/PA复合材料。从图中可以看出，70℃以前复合材料温度上升更快，随后纯有机质上升更快；纯有机质充热过程中出现小的温度回落，是因为纯有机质在融化过程当中存在固-液共存态，中心位置的固态融化时间比较长，其附着到热电偶之上，当那一部分固体脱离温度计之时则会出现微弱的温度回落，但持续时间比较短；放热过程，50℃之前温度减小比较快，随后变得缓慢。相变材料在35～70℃之间充放热时间见表2，表中Ts为充热时间，Tr为放热时间，N1为3次充-放热时间平均值，N2为除去最小充热和最大放热时间的平均值。从平均值N2可以看出添加膨胀石墨之后，充-放热时间均比纯有机质的短，其中EG/PW、EG/PA和EG/SA的充热时间分别比纯有机质减小32s、622s和231s，放热时间分别减小1040s、1327s和1311s，放热时间减小更明显，说明制备成为复合相变材料之后虽然相变潜热降低，但充-放热速率提高。

从图3(a)可以看出，纯PW在65℃恒温条件下，充热71min温度变为67.5℃，放热36min温度变为25.8℃；从图3(b)中看出，复合材料EG/PW充热33min温度稳定在50.4℃，放热30min温度降低到32.4℃；从图3(c)看出，纯PA在70℃恒温条件下，充热52min温度达到70.0℃，放热39min温度达到25.9℃，从图3(d)中看出，EG/PA复合材料充热27min温度稳定在56.9℃，放热24min温度稳定在31.1℃；从图3(e)看出，纯SA在75℃恒温条件下，充热33min分钟温度变为76.1℃，放热31min温度降低到26.6℃，从图3(f)看出EG/SA复合材料充热15min温度稳定在49.1℃，放热24min温度稳定在32.5℃；充热时纯PW、PA和SA均能够上升到烘箱设置温度，而复合相变材料则比烘箱设置温度低，因为纯有机质相变材料随温度的升高不断从固态变为液态，流动性强，温度升高快，成型复合材料则是固态，温度很难达到烘箱设置温度。2.4 复合相变材料的热稳定性分析

【参考文献】：
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硕士论文
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本文编号：3469165