膨胀石墨基复合中温相变储热材料的制备及性能研究

发布时间：2016-12-18 10:29

  本文关键词：膨胀石墨基复合中温相变储热材料的制备及性能研究，由笔耕文化传播整理发布。

《华南理工大学》 2014年

膨胀石墨基复合中温相变储热材料的制备及性能研究

王淑萍  

【摘要】：太阳能是地球上储量最丰富的可再生清洁能源，利用相变材料可以对太阳能进行热储存，从而提高太阳能的利用效率。膨胀石墨凭借其吸附性强和导热性良好等特点，被广泛用作相变材料的吸附基质，制备出大量具有良好储热性能的定形复合相变材料。然而，现已研究的膨胀石墨基复合相变材料的相变温度通常低于80℃，不适用于中高温太阳能储热系统。因此，开发相变温度在80℃以上的高性能膨胀石墨基复合相变储能材料对于实现中高温太阳能热利用具有巨大的实际应用价值。 本文选取膨胀石墨作为吸附基质，相变温度高于80℃的癸二酸、RT100、甘露醇为相变材料，以吸附法制备了癸二酸/膨胀石墨、RT100/膨胀石墨、甘露醇/膨胀石墨三种复合相变材料，利用SEM、XRD、FT-IR、DSC、TG等手段对复合相变材料的微观形貌和热特性进行了表征。通过三种膨胀石墨基复合相变材料的XRD衍射图谱发现，癸二酸/膨胀石墨、RT100/膨胀石墨复合相变材料只是癸二酸、RT100各自同膨胀石墨的结合，而甘露醇/膨胀石墨复合相变材料的衍射峰显示出明显变化，并且丧失了储热功能。通过漏液测试和SEM分析发现，癸二酸/膨胀石墨复合相变材料中癸二酸的最佳百分含量为85wt%，RT100/膨胀石墨复合相变材料中RT100的最佳百分含量为80wt%，，两种复合相变材料的相变温度与有机相变材料的相变温度相对应，相变潜热值与复合相变材料中相变材料的当量计算值相当。通过3000次冷热循环实验发现，两种膨胀石墨基复合相变材料均具有良好的结构稳定性、化学稳定性以及热可靠性。 在1.0×106kg/m2的压力下利用自制圆筒形模具将癸二酸/膨胀石墨以及RT100/膨胀石墨复合相变材料压制成具有不同密度的圆柱体样品，随后探究了它们的导热性，热性能和热膨胀系数。研究发现，两种膨胀石墨基复合相变材料均具有良好的成型性，它们的热导率要高于未经压缩时的热导率，且热导率与压缩密度之间呈正相关关系。两种复合相变材料在压缩后存在少量潜热损失，相变过程中会发生轻微体积膨胀，但无相变材料泄漏发生。以上结果说明，癸二酸/膨胀石墨复合相变材料、RT100/膨胀石墨复合相变材料是应用于中温太阳能集热系统的理想相变储热材料。

【关键词】：
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：O613.71;TB34
【目录】：

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