相变恒温材料六水氯化钙的研究
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其中固液相变材料应用最广可分为无机材料和有机材料有机相变材料如石蜡它能完全熔解无过冷和分层现象但潜热低导热性差无机相变材料具有较高的潜热和良好的导热性但过冷现象较严重需加入成核剂来解决问题因此选用适合的成核剂至关重要利用相变材料的潜热来进行热能的储存或释放可制造出各种提高能源利用率的设施同时利用相变材料在相变时温度近似恒定的特性可以用于控制温度的目
4结 论
（1 ）纯六水氯化钙过冷温度比较严重，其相变热无 法释放， 故而不能被作为相变材料使用。
（2 ）由步冷曲线法测定的结果表明，当添加质量分 数分别为 1.0%、2.0%和 3.0%的氢氧化钡时六水氯化钙 的过冷温度逐渐减小，当 3.0%氢氧化钡添加量时，相 变效果较好，相变温度为 28.1℃。
105-109. [8] 张寅平, 胡汉平, 孔祥东 . [M]. 合肥: 中国科学技术大
学出版社, 1996.11.
图 3 氢氧化钡不同含量时的六水氯化钙步冷曲线 Fg 3 The cooling cures of different composing of calcium
chloride hexahydrate and barium hydroxide
* 收到稿件日期：2007-04-18
通讯作者：李志广
作者简介： 李志广（ 1975－）， 男 ，河北曲周人 ， 硕士， 讲师， 主要从事先进材料、 功能材料研究。
李志广 等：相变恒温材料六水氯化钙的研究
3163
3 实验结果与讨论
由图 3 可知纯的六水氯化钙过冷现象较为严重，过 冷温度将近 30℃，其相变潜热无法释放，所以不能够 作为相变材料使用。但加入成核剂氢氧化钡后，其过冷 度大为降低， 相变温度维持在 30℃左右，当氢氧化钡 的添加量＞2.0%时， 已没有过冷现象。
图 2 实验装置示意图 Fig 2 The sketch figure of experiment equipment 2.3 实验过程 利用分析天平分别称取氢氧化钡质量分数为 1.0%、 2.0%、3.0%的六水氯化钙混合物，分别放入试管中。 将称得的混合试样，盖紧塞子，放在加热套上加热， 使其全部熔化，当温度高于结晶温度 50℃时，停止加热 。 将试管放入盛有冷却水的烧杯中，同时用便携式精 密数字温度计搅拌均匀试管中的混合物，并且开动秒 表，记录冷却时间和温度，记录时间间隔为 15s。当开 始出现少量结晶时，停止搅拌。当记录的温度保持一段 时间不发生变化，且之后温度又持续下降，同时观察到 记录的温度低于估计的结晶点温度时，停止实验。 以在测定过程中记录的温度为纵坐标，时间为横坐 标，进行绘图，得到步冷曲线。不同组成的氢氧化钡步 冷曲线见图 3 所示。
2实 验
2.1 固液平衡相变温度的测定方法 目前应用较多的是固液相变材料，而固液平衡相变
温度是混合相变材料应用的基础[8]。步冷曲线法是一种 热分析的方法，这个方法的依据是晶体从液相中析出时 (进行结晶时)，由于放出潜热而使温度变化的进程发生 转折。两组分的固体混合物固液平衡相变温度和步冷曲 线的对应关系，见图 1 所示。
change temperature is the base of the phase change mixture material to apply. The nucleator of barium hydroxide and its different content for the inorganic phase change material calcium chloride hexahydrate have been studied in this paper.
Management, 2003, (44): 3227- 3246.
[3] Bo He, Viktoria Martin, Fredrik Setterwall. [J]. Fluid Phase Equilibria, 2003, (212): 97-109.
[4] 郎雪梅, 叶菊招. [J]. 材料开发与应用, 2003, 18(1), 4-7.
变材料， 而固液相变温度是混合相变材料应用的基础。
本文着重研究了以氢氧化钡为成核剂和不同用量的无
机相变材料六水氯化钙。利用步冷曲线法测定了添加质
量分数分别为 1.0%、2.0%和 3.0%的氢氧化钡时六水氯
化钙的相变温度。测定结果表明 3.0%氢氧化钡添加量
时，相变效果较好， 相变温度为 28.10℃。
（ 3）六水氯化钙作为相变恒温材料的条件必须使 用成核剂，当添加质量组成为 3.0%的氢氧化钡成核剂 时，相变效果较好， 可以作为相变恒温材料使用。
参考文献：
[1] Ahmet Sari, Kaygusuz. [J]. Renewable Energy, 2001, (24):
303-317. [2] Gulseren Baran, Ahmet Sari. [J]. Energy Conversion and
The phase change temperature of calcium chloride hexahydrate has been respectively determined adding the barium hydroxide component 1.0%wt, 2.0%wt and 3.0%wt with the method of cooling curve. The determined result prove that its phase change is very preferable and its phase change temperature is 28.10℃ with adding the 3.0wt % barium hydroxide. Keywords: phase change material (PCM)； calcium chloride hexahydrate；barium hydroxide； nucleator
3162
功能材料
2007 年增刊（38）卷
相变恒温材料六水氯化钙的研究*
李志广 1，徐雷 2，黄红军 1，万红敬 1，张 敏 1
（1.石家庄军械工程学院 理化教研室，河北 石家庄 050003； 2.石家庄军械工程学院 导弹工程系，河北 石家庄 050003）
摘 要：有关相变恒温材料，目前应用较多的是固液相
利用相变材料的潜热来进行热能的储存或释放，可 制造出各种提高能源利用率的设施，同时利用相变材料 在相变时温度近似恒定的特性，可以用于控制温度的目 的[5~7]。 六水氯化钙是一种无机相变材料，具有较高的 潜热和良好的导热性，熔化热可达 170J·g-1，化学稳定 性好，无毒、价格低，由于其过冷 ，相变热无法释放而 不能被利用，要使六水氯化钙在恒温 中能应用，必须添 加合适的成核剂，以解决其过冷现象 ，因此 ，着重研究 了氢氧化钡成核剂和 其用量。
[5] Vakilatojjar S M, Saman W. [J]. Applied Thermal Engineering, 2001, (21): 249-263.
[6] 方贵银. [J]. 低温与特气, 2000, 18(5): 19-21. [7] 陈文振， 扬强生. [J]. 上海交通大学学报，1998, 32(7):
关键词： 相变材料； 六水氯化钙；氢氧化钡；成核剂
中图分类号： O642
文献标识码：A
文章编号 ：1001- 9731(2007)增刊 -3162 -02
1引 言
相变恒温材料是根据物质发生相变时需要吸收或 放出大量热的性质，来控制周围环境温度，以达到恒温 的目的。其中 固液相变材料 应用最广 ，可分为无机材料 和有机材料，有机相变材料，如石蜡，它能完全熔解， 无过冷和分层现象， 但潜热低，导热性差 [1~3]，无机相 变材料具有较高的潜热和良好的导热性，但过冷现象较 严重，需加入成核剂来解决问题，因此选用适合的成核 剂至关重要[4]。
The study of phase change constant temperature material
calcium chloride hexahydrate
LI Zhi-guang1，XU Lei2，HUANG Hong-jun1，WAN Hong-jing1，ZHANG Min1
（1.Section of Physics-Chemistry, Ordnance Engineering College, Shijiazhuang 050003, China; 2. Department of missile Engineering, Ordnance Engineering College, Shijiazhuang 050003, China） Abstract: The solid liquid phase change constant material is used broadly at the present time and the solid liquid phase
错误！
图 1 相图与步冷曲线的对应关系 Fig 1 The relationship between phase diagram and cooling
curve 2.2 实验仪器和药品
实验中的温度记录采用 JM624U 便携式精密数字 温度计，精确度为 0.1℃ ，实验装置示意图见图 2 所示。 实验药品均为分析纯。
4结 论
（1 ）纯六水氯化钙过冷温度比较严重，其相变热无 法释放， 故而不能被作为相变材料使用。
（2 ）由步冷曲线法测定的结果表明，当添加质量分 数分别为 1.0%、2.0%和 3.0%的氢氧化钡时六水氯化钙 的过冷温度逐渐减小，当 3.0%氢氧化钡添加量时，相 变效果较好，相变温度为 28.1℃。
105-109. [8] 张寅平, 胡汉平, 孔祥东 . [M]. 合肥: 中国科学技术大
学出版社, 1996.11.
图 3 氢氧化钡不同含量时的六水氯化钙步冷曲线 Fg 3 The cooling cures of different composing of calcium
chloride hexahydrate and barium hydroxide
* 收到稿件日期：2007-04-18
通讯作者：李志广
作者简介： 李志广（ 1975－）， 男 ，河北曲周人 ， 硕士， 讲师， 主要从事先进材料、 功能材料研究。
李志广 等：相变恒温材料六水氯化钙的研究
3163
3 实验结果与讨论
由图 3 可知纯的六水氯化钙过冷现象较为严重，过 冷温度将近 30℃，其相变潜热无法释放，所以不能够 作为相变材料使用。但加入成核剂氢氧化钡后，其过冷 度大为降低， 相变温度维持在 30℃左右，当氢氧化钡 的添加量＞2.0%时， 已没有过冷现象。
图 2 实验装置示意图 Fig 2 The sketch figure of experiment equipment 2.3 实验过程 利用分析天平分别称取氢氧化钡质量分数为 1.0%、 2.0%、3.0%的六水氯化钙混合物，分别放入试管中。 将称得的混合试样，盖紧塞子，放在加热套上加热， 使其全部熔化，当温度高于结晶温度 50℃时，停止加热 。 将试管放入盛有冷却水的烧杯中，同时用便携式精 密数字温度计搅拌均匀试管中的混合物，并且开动秒 表，记录冷却时间和温度，记录时间间隔为 15s。当开 始出现少量结晶时，停止搅拌。当记录的温度保持一段 时间不发生变化，且之后温度又持续下降，同时观察到 记录的温度低于估计的结晶点温度时，停止实验。 以在测定过程中记录的温度为纵坐标，时间为横坐 标，进行绘图，得到步冷曲线。不同组成的氢氧化钡步 冷曲线见图 3 所示。
2实 验
2.1 固液平衡相变温度的测定方法 目前应用较多的是固液相变材料，而固液平衡相变
温度是混合相变材料应用的基础[8]。步冷曲线法是一种 热分析的方法，这个方法的依据是晶体从液相中析出时 (进行结晶时)，由于放出潜热而使温度变化的进程发生 转折。两组分的固体混合物固液平衡相变温度和步冷曲 线的对应关系，见图 1 所示。
change temperature is the base of the phase change mixture material to apply. The nucleator of barium hydroxide and its different content for the inorganic phase change material calcium chloride hexahydrate have been studied in this paper.
Management, 2003, (44): 3227- 3246.
[3] Bo He, Viktoria Martin, Fredrik Setterwall. [J]. Fluid Phase Equilibria, 2003, (212): 97-109.
[4] 郎雪梅, 叶菊招. [J]. 材料开发与应用, 2003, 18(1), 4-7.
变材料， 而固液相变温度是混合相变材料应用的基础。
本文着重研究了以氢氧化钡为成核剂和不同用量的无
机相变材料六水氯化钙。利用步冷曲线法测定了添加质
量分数分别为 1.0%、2.0%和 3.0%的氢氧化钡时六水氯
化钙的相变温度。测定结果表明 3.0%氢氧化钡添加量
时，相变效果较好， 相变温度为 28.10℃。
（ 3）六水氯化钙作为相变恒温材料的条件必须使 用成核剂，当添加质量组成为 3.0%的氢氧化钡成核剂 时，相变效果较好， 可以作为相变恒温材料使用。
参考文献：
[1] Ahmet Sari, Kaygusuz. [J]. Renewable Energy, 2001, (24):
303-317. [2] Gulseren Baran, Ahmet Sari. [J]. Energy Conversion and
The phase change temperature of calcium chloride hexahydrate has been respectively determined adding the barium hydroxide component 1.0%wt, 2.0%wt and 3.0%wt with the method of cooling curve. The determined result prove that its phase change is very preferable and its phase change temperature is 28.10℃ with adding the 3.0wt % barium hydroxide. Keywords: phase change material (PCM)； calcium chloride hexahydrate；barium hydroxide； nucleator
3162
功能材料
2007 年增刊（38）卷
相变恒温材料六水氯化钙的研究*
李志广 1，徐雷 2，黄红军 1，万红敬 1，张 敏 1
（1.石家庄军械工程学院 理化教研室，河北 石家庄 050003； 2.石家庄军械工程学院 导弹工程系，河北 石家庄 050003）
摘 要：有关相变恒温材料，目前应用较多的是固液相
利用相变材料的潜热来进行热能的储存或释放，可 制造出各种提高能源利用率的设施，同时利用相变材料 在相变时温度近似恒定的特性，可以用于控制温度的目 的[5~7]。 六水氯化钙是一种无机相变材料，具有较高的 潜热和良好的导热性，熔化热可达 170J·g-1，化学稳定 性好，无毒、价格低，由于其过冷 ，相变热无法释放而 不能被利用，要使六水氯化钙在恒温 中能应用，必须添 加合适的成核剂，以解决其过冷现象 ，因此 ，着重研究 了氢氧化钡成核剂和 其用量。
[5] Vakilatojjar S M, Saman W. [J]. Applied Thermal Engineering, 2001, (21): 249-263.
[6] 方贵银. [J]. 低温与特气, 2000, 18(5): 19-21. [7] 陈文振， 扬强生. [J]. 上海交通大学学报，1998, 32(7):
关键词： 相变材料； 六水氯化钙；氢氧化钡；成核剂
中图分类号： O642
文献标识码：A
文章编号 ：1001- 9731(2007)增刊 -3162 -02
1引 言
相变恒温材料是根据物质发生相变时需要吸收或 放出大量热的性质，来控制周围环境温度，以达到恒温 的目的。其中 固液相变材料 应用最广 ，可分为无机材料 和有机材料，有机相变材料，如石蜡，它能完全熔解， 无过冷和分层现象， 但潜热低，导热性差 [1~3]，无机相 变材料具有较高的潜热和良好的导热性，但过冷现象较 严重，需加入成核剂来解决问题，因此选用适合的成核 剂至关重要[4]。
The study of phase change constant temperature material
calcium chloride hexahydrate
LI Zhi-guang1，XU Lei2，HUANG Hong-jun1，WAN Hong-jing1，ZHANG Min1
（1.Section of Physics-Chemistry, Ordnance Engineering College, Shijiazhuang 050003, China; 2. Department of missile Engineering, Ordnance Engineering College, Shijiazhuang 050003, China） Abstract: The solid liquid phase change constant material is used broadly at the present time and the solid liquid phase
错误！
图 1 相图与步冷曲线的对应关系 Fig 1 The relationship between phase diagram and cooling
curve 2.2 实验仪器和药品
实验中的温度记录采用 JM624U 便携式精密数字 温度计，精确度为 0.1℃ ，实验装置示意图见图 2 所示。 实验药品均为分析纯。