铝硅高温相变储热材料显微组织与储热性能研究

合集下载

高温热处理对Al_(x)CoCrFeNi(0.5≤x≤0.8)高熵合金微观组织及力学性能的影响

高温热处理对Al_(x)CoCrFeNi(0.5≤x≤0.8)高熵合金微观组织及力学性能的影响曹雷刚;王帆;侯鹏宇;杨越;崔岩【期刊名称】《材料工程》【年(卷),期】2024(52)1【摘要】采用电弧熔炼法制备Al_(x)CoCrFeNi(0.5≤x≤0.8)高熵合金,研究1100℃高温热处理对合金微观组织和力学性能的影响。

结果表明:铸态合金依次呈现为FCC枝晶组织(x=0.5和0.6)、类共晶组织(x=0.7)和BCC/B2枝晶组织(x=0.8)。

相应地,合金屈服强度和抗拉强度分别由291 MPa和733 MPa(x=0.5)提升至1004 MPa和1423 MPa(x=0.7),伸长率由39.7%(x=0.5)降低至6.8%(x=0.7)。

经1100℃高温热处理,FCC枝晶相脱溶析出大量棒状B2相,可以提升合金强度,而BCC/B2调幅组织转变为FCC和B2双相组织(FCC相含量增加),可以提升合金塑性。

因此,以FCC枝晶组织为主的Al0.5CoCrFeNi合金高温热处理后屈服强度和抗拉强度分别提升至370 MPa和866 MPa,伸长率降低至30.1%。

相比而言,Al0.6CoCrFeNi合金调幅组织体积分数有所增加,两种相变对合金组织和性能影响均较大,故而热处理态合金力学性能基本不变。

Al0.7CoCrFeNi和Al0.8CoCrFeNi合金调幅组织体积分数更高,热处理态合金均表现为FCC和B2双相组织,合金塑性提升,强度降低。

其中热处理态Al0.7CoCrFeNi合金伸长率提升至14.2%,屈服强度和抗拉强度分别降低至586 MPa和1092 MPa。

【总页数】10页(P249-258)【作者】曹雷刚;王帆;侯鹏宇;杨越;崔岩【作者单位】北方工业大学机械与材料工程学院【正文语种】中文【中图分类】TG113【相关文献】1.时效处理对Al_(0.5)CoCrFeNi高熵合金微观组织和力学性能的影响2.退火温度对CoCrCu_(0.5)FeTi_(0.5)Al_(x)高熵合金微观组织与耐腐蚀性能的影响3.热处理对Al_(0.5)CoCrFeNi高熵合金钎焊接头组织及性能的影响4.热处理对Al_(0.5)CoCrFeMn_(0.3)Ni高熵合金微观组织和力学性能的影响5.Al_(x)CoCrFeNi高熵合金黏结剂对Ti(C,N)基金属陶瓷微观结构和高温抗氧化性能的影响因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

相变储能材料的研究及应用_张静

相变储能材料的研究及应用张静,丁益民,陈念贻(上海大学化学系熔盐化学研究室,上海 200436)摘要:综述了相变储能材料的研究进展和实际应用。

介绍了相变材料的分类以及各类相变材料的性能、储能机理和优缺点;介绍了一些新型的相变材料,并结合实例探讨了相变材料在太阳能利用、建筑节能等领域的应用;展望了未来相变材料的发展方向和应用前景。

关键词:相变材料;热能储存;温度控制;太阳能中图分类号:TK 02 文献标识码:A 文章编号:1008-858X(2005)03-0052-060 前言相变过程一般是一等温或近似等温过程,相变过程中伴有能量的吸收或释放,这部分能量称为相变潜热,利用相变过程的这一特点开发了许多相变储能材料。

与显热储能材料相比,潜热储能材料不仅能量密度较高,而且所用装置简单、体积小、设计灵活、使用方便且易于管理。

另外,它还有一个很大的优点,即这类材料在相变储能过程中,材料近似恒温,可以以此来控制体系的温度。

利用储能材料储能是提高能源利用效率和保护环境的重要手段之一,可用于解决热能供给与需求失配的矛盾,在能源、航天、军事、农业、建筑、化工、冶金等领域展示出十分广泛和重要的应用前景,储热材料的研究目前已成为世界范围内的研究热点。

相变储能材料的相变形式一般可分为四类:固)))固相变、固)))液相变、液)))气相变和固)))气相变。

由于后两种相变过程中有大量气体,相变物质的体积变化很大,因此,尽管这两类相变过程中的相变潜热很大,但在实际应用中很少被选用。

与此相反,固)))固相变由于体积变化小,对容器要求低(容器密封性、强度无需很高),往往是实际应用中希望采用的相变类型。

有时为了应用需要,几种相变类型可同时采用。

相变储能材料按相变温度的范围分为高温(大于250e )、中温(100~250e )和低温(小于100e )储能材料;按材料的组成成分又可分为无机类、有机类(包括高分子类)及无机)))有机复合相变储能材料。

相变储能材料及其应用研究进展

相变储能材料及其应用研究进展陈颖;姜庆辉;辛集武;李鑫;孙兵杨;杨君友【摘要】人类在面临化石能源枯竭的同时,对能量的利用率依然还停留在较低的水平.因此,在大力发展新能源的同时,着力研发节能环保新材料新技术具有十分重要的意义.相变材料(phase-change materials,PCM)是一种节能环保的储能材料,它在蓄热与温控等领域具有大规模商业应用的潜力.本文首先对相变储能材料的基本特征、工作原理以及分类等方面作了简要的介绍;并就相变储能材料在温控与蓄热等领域的应用与发展情况进行了具体的分析,指出了PCM的性能是制约其深入广泛应用的主要技术障碍.在此基础上,详细评述了PCM存在的主要问题以及针对这些问题开展的相关研究工作和最新发展动态,指出通过功能复合等新技术优化材料性能、设计新材料体系、拓展新的应用领域将是相变储能材料未来的主要发展方向.【期刊名称】《材料工程》【年(卷),期】2019(047)007【总页数】10页(P1-10)【关键词】相变材料;相变储能;热管理;蓄热;节能【作者】陈颖;姜庆辉;辛集武;李鑫;孙兵杨;杨君友【作者单位】华中科技大学材料科学与工程学院,武汉430074;华中科技大学材料科学与工程学院,武汉430074;华中科技大学材料科学与工程学院,武汉430074;华中科技大学材料科学与工程学院,武汉430074;华中科技大学材料科学与工程学院,武汉430074;华中科技大学材料科学与工程学院,武汉430074【正文语种】中文【中图分类】TK11随着全球人口的快速增长和经济发展，石油天然气等不可再生能源日益枯竭，能源危机日趋严重[1]。

然而，在能源的开采与利用过程中，能量利用率低的问题却依然没有有效的解决办法。

例如，燃油汽车中，燃料中50%以上的能量以废热的形式散失到空气中[2]；工业生产中，大量的热量以余热的形式耗散[3]。

能量以热的形式散失到空气，在造成资源损耗的同时，引起全球气候变暖。

相变储热材料

相变储热材料相变储热材料是一种能够在相变过程中吸收或释放大量热量的材料，广泛应用于太阳能热能储存、建筑节能、电力系统调峰等领域。

相变储热材料利用物质在相变过程中吸收或释放的潜热来实现热储存和释放，具有储热密度高、储热温差小、循环稳定性好等优点，因此备受关注。

常见的相变储热材料包括蓄热水、蓄热混凝土、相变蜡等。

其中，相变蜡因其熔点明确、热储存密度大、循环稳定性好等特点，成为相变储热材料中的热门产品。

相变蜡的主要成分是石蜡或蜂蜡，其在固态和液态之间的相变过程可以吸收或释放大量热量，因此被广泛应用于太阳能集热系统、建筑节能材料、电力系统调峰等领域。

相变储热材料的性能对其应用效果起着至关重要的作用。

首先，相变储热材料的相变温度应与应用系统的工作温度相匹配，以确保在需要释放热量时能够准确释放。

其次，相变储热材料应具有良好的循环稳定性，能够经受多次相变循环而不发生明显的性能衰减。

此外，相变储热材料的热导率也是影响其应用效果的重要因素，高热导率可以加快热量的传输速度，提高系统的热效率。

在实际应用中，相变储热材料的设计和制备也是至关重要的。

首先，需要根据具体的应用需求选择合适的相变储热材料，包括相变温度、热储存密度、循环稳定性等指标。

其次，需要设计合理的储热结构，确保相变储热材料能够充分接触传热，并且能够在相变过程中保持稳定的温度分布。

最后，制备工艺也需要精益求精，以确保相变储热材料具有良好的物理结构和热物性。

总的来说，相变储热材料作为一种高效的热能储存和释放方式，在太阳能热能储存、建筑节能、电力系统调峰等领域具有广阔的应用前景。

随着科技的不断进步，相变储热材料的性能和制备工艺也在不断提升，相信其在未来会有更加广泛的应用。

相变储热材料的发展将为推动清洁能源利用和建筑节能领域的发展做出重要贡献。

相变储热材料研究进展PPT课件

高的技术要求。
.
7
研究目标：
研究开发出高储能密度、性能稳定、热导率高的中温相变储热材料。选定锡（Sn)、铋（Bi)、铅（Pb)、锌（Zn) 等低熔点合金相变储能材料作为研究对象。
研究内容
①开发相变温度在100-300℃，单位体积相变潜热大于300J/cm3 的低熔点二元合金相变储热材料。
.
有机相变储热材料有良好的固体成型性、对储热室的腐蚀性小、对人体几乎无毒等优点，但该类材料也存在导热性能差，使得在吸收和释放能量过程中传热效率低，从而降低系统的使用效率，且储热密度小、温度升高易挥发、易燃烧甚至爆炸或暴露在空气中易氧化、老化等问题。
6
课题组研究方向和问题：
金属合金相变储热材料
环境污染、能源紧缺
矿物燃料的燃烧造成环境污染和能源紧缺两大问题。
太阳能利用成为新趋势之一。
太阳能热发电与储热材料
由于受天气等自然条件影响，收集到的太阳辐射具有非连续、非稳态的特点,使得太阳能的利用缺乏可控性。
储热材料可以储存太阳能，在适当的时候释放热量，保证供电供热装置持续稳定工作。
相变储热材料
理想的相变材料应具备的条件：
①合适的相变温度，较大的相变潜热；
②无毒，无腐蚀，不易燃且价格低廉；
③导热率高，利于快速储存和释放热量；
④热稳定性好，长期熔化/凝固热循环后储热性能衰减小；
⑤储热密度高，应具有较大的比热容和化学反应热效应。
二、研究内容和问题
.
4
相变储热材料：利用材料在相变时吸热和放热的现象，
储热材料。太阳能热水系统（≤80℃）等领域的应用，

铝硅合金热稳定性能的试验研究

次数可达７次，一次循环约３ｈ．图１为自制的热循环装置，热装置的内部是加
在太阳能热发电领域，硅合金是一种较为理铝想的高温相变储热材料．在反复的热循环过程中，必须保证铝硅合金的热稳定性．文将研究铝硅合金本在长期的熔化一凝固过程中热稳定性能的变化．
第２６卷第４期
２００９年１２月
广东工业大学学报
ＪｕｎｌｆＧｕｎｄｎｉｅｓｔｆＴｅｈｏｏｙｏｒａａｇｏｇＵｎｖｒｉｏｃｎｌｇｏｙ
ＶｏＪ６Ｎｏ４ｌ２．
Ｄｅｅｃｍｂｅ００ｒ２９
１试验过程
１１试验材料．
储热材料选用广州铝材厂生产的Ｚ１２合金，Ｌ０做了化学成分分析，得含ｓ量１．７％（量分测ｉ２０质数）表１出了Ｚ１２合金的标准主要化学成分．，列Ｌ０表２列出了Ｚ１２合金的主要热物性参数．Ｌ０
直径１６ｍ高２６Ｉｍ的不锈钢罐，内分别焊有２ｍ，７ｌＴ罐
直径为４ｍ、为２２ｍｍ和直径为７ｍ高为０ｍ高７ｍ、１０ｍｍ的４根不锈钢管，的２根钢管分别用来安８大置１００Ｗ的单杆加热芯，的钢管分别用来放置０小直径为３２ｍｍ的标准镍铬一镍硅热电偶，罐与．在管之间浇入铝硅合金，不锈钢罐的外面是硅酸铝保温纤维，不锈钢罐大小和加热棒功率大小之问的选

铝基金属相变材料储热研究进展

大的灵活性，扩展了相变材料的应用场景。
铝在高温下对铁基等多种材料的腐蚀性是铝作为高温
相变储热材料在工业应用中最不能忽视的一个问题。系统升
至高温时，铝基金属发生相变变成液态铝，会迅速与铁基材
料以及大部分金属发生反应，不仅会腐蚀铁基容器，还会对液态铝造成污染 [6]。为了解决这一问题，制备出性能能够满
1 引言 2022 年，中国工程院在创新与新兴产业发展国际会议
上，发布了《我国碳达峰碳中和战略及路径》[1]。其中，能源一直是“双碳”目标实现的重要一环，面对有限的不可再生能源消耗，除了加紧对可再生能源的开发，对能源的储存也至关重要。储能技术可以提高能源的利用效率，从空间和时间上对能源更好的分配利用，从而降低生产成本以及节约能源。热能作为能源利用中最基本、最主要的形式，在工业中占据重要地位。因此，储热技术已经成为当下热点。
4 世界有色金属 2024年 2月下
M 冶金冶炼 etallurgical smelting
的研究有着积极意义。
2 材料性能
铝的熔点为 660.2℃，相变焓为 395.4J/g，明显高于目
前熔盐罐常用的无机盐（Na2SO4-SiO2，相变焓 80J/g），也相较于其他金属（镁，相变焓为 376.8J/g、锌，相变焓为
此外，AlN 等陶瓷也能作为铝基金属微胶囊的外壳。微胶囊的外壳能够在高温工作条件以及多次热循环下不与相变材料发生反应，也能保证相变材料不发生泄露。
足应用需求的高温相变储热的铝基金属相变材料的研究在
近年来备受关注。
3 制备方法为了解决高温下铝对铁基高腐蚀性、以及液态铝流动性
等影响，目前采用的解决方法均为对作为相变材料的铝基金属进行封装，常用的方法有微胶囊法、混合烧结法以及宏观封装法。 3.1 微胶囊法

Al-Si相变材料的研究与应用

摘要：铝硅合金相变储能材料吸放热过程中，储能密度大，过冷度小，导热率高，反复相变并长期性能稳定，因而在高温储热方面具有广泛的用途。

关键词：Al-S i相变材料；液态腐蚀；相容性中图分类号：TG335 文献标识码：A文章编号：1009-2374（2010）34-0052-02金属材料用于相变储热的构想，在20世纪初，就有人提出过，但对这一构想展开系统研究则是在20世纪70年代后期，作为太阳能利用的储热而展开。

铸铁、钢铁的热容大、导热系数高、储能密度大，但相变温度偏高，而被用作高温显热储蓄。

而铝基多元合金，由于价格适中，来源广泛，作为储热材料得到了较深入的系统研究。

由于金属储热材料的相变温度较高，且高温稳定性较强，多用于太阳能热电站、工业热储蓄(如干燥)、民用采暖与供热，以及钢铁、冶金、玻璃、水泥、机械工业用的窖炉和加热炉的热贮存。

1　Al-Si相变储能材料俄罗斯人Chern eeva等开展了金属相变储热的研究。

对Al-Si-Cu、Al-Si-Mg-Cu、Al-Si、Al-Ni等共晶合金，以及Al-Si-Mg和Al-Si-Ni系的某些合金的热物性研究后，他们将实验结果与无机盐相变材料的热数据比较后，认为合金的热容高达1600kJ/L，且热导率和稳定性良好，高温的储热性能明显优于无机盐。

Zhu ze等人用DSC对熔点在600～900K之间的Al-Si、Al-Si-Cu、Al-Si-Mg等共晶合金的熔化热进行了测量，结果也表明，与其它相变材料相比，合金的储能容量大。

Balychev等人对金属储热材料的研究表明，较其它高温蓄热材料，共晶合金的储热优势明显。

特别是Al-Si系的Al-12%Si共晶合金，熔化温度只有577℃，相变潜热高达515kJ/K g，且导热系数高。

广东工业大学张仁元教授、孙建强等对Si含量为10%～13%的Al-Si合金研究了其在不同热循环条件下的相变储热性能。

清华大学刘靖、张寅平等对高温相变材料铝硅合金AlSi12、AlSi20的相变温度和潜热进行了分析测定，实验结果表明，相变材料AlSi12相变温度适中而潜热大，可作为蓄热介质来储存太阳能。

热处理工艺对不同材料的显微组织和相变的影响

热处理工艺对不同材料的显微组织和相变的影响热处理工艺是材料科学中一个非常重要的工艺，通过控制材料的加热和冷却过程，可以显著改变材料的显微组织和性能。

不同材料的显微组织和相变受热处理工艺的影响也不尽相同。

首先，对于钢材来说，热处理工艺对其显微组织和相变的影响尤为明显。

钢材经过加热和冷却过程，可以通过不同的热处理方式，如退火、正火、淬火等，来调控其组织和性能。

退火处理可以通过连续加热至适当温度，然后慢慢冷却，使钢材结晶微观组织内部发生均匀化和再结晶，从而获得良好的塑性和韧性。

而正火处理则是将钢材加热至奥氏体区域，然后慢慢冷却，使其获得良好的硬度和强度。

淬火则是将钢材迅速冷却，使其形成马氏体组织，从而获得更高的硬度。

通过这些热处理工艺，可以使钢材在不同工程应用中具有理想的组织和性能。

此外，对于铝合金来说，热处理工艺也能对其显微组织和相变产生重要的影响。

铝合金中的合金元素通过热处理可以形成细小且均匀分布的相，如硬质相、溶固相等。

通过固溶处理，可以将整个合金加热至其固溶温度，然后迅速冷却，使溶固相得到均匀溶解，并使合金的形变能降低。

而时效处理则是将固溶态的合金加热至一定温度，在一定时间内静置，使溶固相再次析出，并进行相变。

这种时效处理能够调节合金的硬度和强度，提高其机械性能。

此外，对于陶瓷材料来说，热处理工艺同样会对其显微组织和相变产生影响。

常见的热处理工艺有烧结和再结晶等。

烧结是指将陶瓷颗粒加热至一定温度，使其表面熔化并熔结在一起，从而形成致密的陶瓷材料。

再结晶则是将陶瓷材料加热至足够高的温度，使其发生晶粒长大和再分布的过程，从而改善材料的晶界和性能。

总之，热处理工艺对不同材料的显微组织和相变产生着重要的影响。

通过合理选择热处理工艺和参数，可以调控材料的显微组织，从而实现对材料性能的优化和调整。

在实际应用中，热处理工艺在材料的制备和加工过程中扮演着重要的角色，为各行各业的发展提供了支撑。

因此，研究和掌握不同材料的热处理工艺，对于材料科学和工程领域的发展具有重要的意义。

超低温-高温跨温区相变材料制备及物性调控综述

第 12 卷第 12 期2023 年 12 月Vol.12 No.12Dec. 2023储能科学与技术Energy Storage Science and Technology超低温-高温跨温区相变材料制备及物性调控综述折晓会1, 2，王星宇1，郭晓龙1，刘艺炫3，王家蕴1，韩鹏1, 2，任晓芬1, 2，赵学敏1, 2（1石家庄铁道大学机械工程学院，低温能量转换、存储与输运研究中心，河北石家庄050043；2河北省储能产业技术研究院，河北石家庄050000；3河北工程大学能源与环境工程学院，河北邯郸056038）摘要：相变储能技术利用相变材料在相变过程中释放或吸收潜热的特性，将能量以潜热的形式储存或释放。

其具有高能量密度、长寿命、高功率的优势，在电动汽车、可再生能源储存、电网调峰、智能电网方面具有广泛应用前景，为能源转型和高效能源利用提供了一种可行的解决方案。

本文通过对相关文献的探讨，综述了不同温区相变材料的优缺点以及应用领域，包括超低温区(-190～-50 ℃)、低温区(-50～0 ℃)、普温区(0～100 ℃)和高温区(100～700 ℃)。

针对相变材料性能改善，阐述了导热系数提升、过冷度降低、相变温度调控、循环稳定性提高等方法。

此外，对于复合相变材料的制备方法，介绍了微胶囊化、浸渍法、溶胶-凝胶法和超声波法，并对后三者的不足进行阐述和说明。

最后，对于相变材料的未来应用进行了展望，为相变储能技术在能源储存领域的进一步研究提供了参考和指导。

关键词：相变材料；相变储能；物性调控；制备方法doi： 10.19799/ki.2095-4239.2023.0726中图分类号：TB 333 文献标志码：A 文章编号：2095-4239（2023）12-3818-18A review on the preparation of ultra-low-temperature，high-temperature， and cross-temperature zone phase change materials and the regulation of physical properties SHE Xiaohui1, 2, WANG Xingyu1, GUO Xiaolong1, LIU Yixuan3, WANG Jiayun1, Han Peng1, 2,REN Xiaofen1, 2, ZHAO Xuemin1, 2(1Low Temperature Energy Conversion, Storage and Transportation Research Center, School of Mechanical Engineering, Shijiazhuang Tiedao University, Shijiazhuang 050043, Hebei, China; 2Hebei Energy Storage Industry and Technology Research Institute, Shijiazhuang 050000, Hebei, China; 3School of Energy and Environmental Engineering, Hebei University of Engineering, Handan 056038, Hebei, China)Abstract:Phase change energy storage technology harnesses the unique properties of phase change materials to release or absorb latent heat during phase transitions, enabling energy storage in the form of latent heat. This technology holds promising applications in electric vehicles, renewable energy storage, grid peaking, and smart grids owing to its high energy density, extended lifespan, and high power. It presents a viable solution for energy收稿日期：2023-10-17；修改稿日期：2023-10-31。

高温合金材料的组织结构与性能关系研究

高温合金材料的组织结构与性能关系研究高温合金材料是一类在高温环境下具有优异性能的特种材料。

其组织结构与性能之间的关系一直是材料科学研究的重要课题之一。

本文将从晶粒尺寸、相组成和相分布等方面探讨高温合金材料的组织结构对其性能的影响。

在高温下，晶粒尺寸是一个重要的参数，它直接影响材料的力学性能和耐蚀性能。

通常情况下，晶粒尺寸越小，材料的强度和硬度越高。

这是因为小尺寸的晶粒在晶间有更多的位错，从而增加了晶界强化效应。

此外，小尺寸的晶粒也能减少裂纹的扩展路径，提高材料的韧性。

因此，在高温合金材料的制备过程中，通过控制晶粒尺寸可以获得更好的性能。

除了晶粒尺寸，高温合金材料的相组成和相分布也对其性能有重要影响。

相组成决定了材料的化学成分和相的稳定性，而相分布则决定了相界面的面积和分布形态。

合理的相组成和相分布可以提高材料的热稳定性和耐腐蚀性。

例如，在某些高温合金中添加适量的碳化物相可以增加材料的抗热腐蚀性能。

此外，合理的相分布可以增加相界面的数量，从而增强材料的界面强化效应。

另外，高温合金材料的晶格缺陷和晶界结构也对其性能有影响。

晶格缺陷包括位错和空位等，它们可以影响材料的力学性能和导热性能。

晶界结构是晶体内外的过渡区域，其结构和能量状态决定了晶界的强度和扩散性能。

因此，研究和控制晶格缺陷和晶界结构对于提高高温合金材料的性能具有重要意义。

另外，高温合金材料的显微组织和相变行为也是研究的重点之一。

显微组织包括晶粒和相的形貌特征，它们直接影响材料的力学性能和热稳定性。

相变行为是材料在高温下发生的相变现象，它对材料的性能和加工工艺具有重要影响。

通过研究高温合金材料的显微组织和相变行为，可以深入理解材料的性能和行为规律。

总之，高温合金材料的组织结构与性能之间存在密切的关系。

晶粒尺寸、相组成和相分布、晶格缺陷和晶界结构、显微组织和相变行为等因素都对材料的性能有重要影响。

因此，在高温合金材料的研究和制备过程中，需要综合考虑这些因素，以达到材料性能的优化和提高。

相变材料与相变储能技术49页PPT文档

能量储存的方式包括机械能、电磁能、化学
能和热能储存等。热能储存又包括显热储存和潜热(相变热)储存，显热储存是利用材料所固有的热容进行的；潜热储存，或称相变储能，它是利用被称为相变材料的物质在物态变化(固—液，固—固或气—液)时，吸收或放出大量潜热而进行的。由于热能储存在工业和民用中用途广泛，因此，在储能技术领域占有极其重要的地位。
1989年
Kedl和Stoval第一次研究制成浸有18烷石蜡的相变墙板。
1991年 2019年 2000年 2019年
德国利用Na2SO4／SiO2制成高温蓄热砖，并建立太阳能中央接收塔的储热系统。
Feldman等采用两种方法制备了相变储能石膏板；日本利用不同含Si量的Al—Si合金相变储能材料进行工业余热回收应用研究
相变储能材料是基础，因此在相变储能技术领域，首先是研究和开发相变潜热大，性能稳定和性价比高的相变材料。其次是应用，主要涉及储能元件，储能换热器和储能系统的相变传热，相变材料与换热流体的对流耦合换热，材料的腐蚀与防护，系统的设计等方面。除了对传统的无机盐、无机水合盐、有机和金属相变材料进行研究外，近年来，对新相变储能材料的研制，存在从无机到有机、从单一成分到复合材料、从宏观到纳米／微胶囊化的趋势，定形相变材料、相变材料的微胶囊化、功能储能流体等及其在建筑、太阳能等领域的应用成为研究的热点。
相变材料(phase change materials，PCM) 或称相变储能材料，它属于能源材料的范畴。放
出)的大量热能用于能量储存的材料。狭义来说，
是指那些在固—液相变时，储能密度高，性能稳定，相变温度适合和性价比优良，能够被用于相变储能技术的材料。
Neeper对注入了脂肪酸和石蜡相变材料的石膏墙板的热动态特性进行了测试

铝合金材料的显微组织与力学性能研究

铝合金材料的显微组织与力学性能研究铝合金是一种常见而重要的金属材料，其具有良好的机械性能和广泛的应用领域。

在铝合金的研究中，显微组织与力学性能之间的关系一直是一个重要的研究方向。

本文将从显微组织和力学性能两个方面探讨铝合金材料的研究进展和相关问题。

一、铝合金的显微组织研究铝合金的显微组织主要由晶粒、相分布和晶界等组成。

晶粒是组成铝合金材料的基本单元，晶粒的尺寸和形态与材料的力学性能密切相关。

随着材料制备方法和热处理工艺的不同，铝合金的晶粒尺寸和形态会发生变化。

研究表明，晶粒尺寸越小，材料的强度和硬度越高，但韧性和塑性会相应降低。

相分布是指铝合金中不同相的分布情况。

铝合金中常见的相有析出相、溶固相和沉淀相等。

这些相的存在与晶粒的尺寸、形态和分布密切相关。

相分布的研究有助于了解铝合金的相变和相互作用规律，从而指导制备和改性铝合金材料。

晶界是晶粒之间的界面区域，是铝合金中的强度和韧性的重要因素。

晶界的特征和稳定性决定材料的抗拉强度、断裂韧性和疲劳寿命。

研究表明，晶界的结构、平衡和迁移行为对铝合金材料的性能具有重要影响。

因此，晶界的研究对于理解铝合金的显微组织演化和力学性能提升具有重要意义。

二、铝合金的力学性能研究铝合金的力学性能包括强度、硬度、韧性和塑性等参数。

随着显微组织的改变，铝合金的力学性能也会相应变化。

强度是材料抵抗变形和断裂的能力，与晶粒尺寸、相分布和晶界特性等因素密切相关。

硬度是材料抵抗切削和磨损的能力，与晶粒大小和晶界特征有关。

韧性是材料抵抗断裂和剪切的能力，主要受晶界和析出相的影响。

塑性是材料变形和变型的能力，也与晶界的稳定性和迁移性有关。

为了提高铝合金材料的力学性能，研究人员通过改变制备方法、热处理工艺和合金配方等途径进行了大量的研究。

针对不同应用领域的需求，开发出了一系列具有优异力学性能的铝合金。

同时，利用计算模拟方法对铝合金进行力学性能预测也成为了研究的热点。

这些研究工作为铝合金的应用提供了重要的理论和实践基础。

相变材料储热量计算

相变材料储热量计算以相变材料储热量计算为标题，本文将介绍相变材料的基本概念及其在储热领域的应用。

相变材料是一种特殊的材料，具有在特定温度范围内进行相变的能力，可将热能在相变过程中吸收或释放。

这使得相变材料成为一种理想的储热材料，被广泛应用于太阳能热水器、暖通空调系统和储能设备等领域。

相变材料的储热原理是利用其固液相变或液气相变的特性，通过吸热或放热来实现热能的储存。

在相变材料的相变过程中，当温度升高或降低到相变温度时，材料的状态会发生改变，从而吸收或释放热量。

相变材料的储热量与其相变时的温度变化、质量、热容等参数相关。

相变材料的储热量计算需要考虑以下几个关键因素。

首先是相变温度，即相变材料进行相变的温度范围。

不同的相变温度可以满足不同的储热需求。

其次是相变热，即单位质量相变材料在相变过程中吸收或释放的热量。

相变热是决定储热性能的重要参数，通常通过实验测定获得。

相变热的大小与相变材料的种类和纯度有关。

此外，还需要考虑相变材料的质量和热容，这两个参数也会影响储热量的大小。

在实际应用中，通过对相变材料的储热量进行计算，可以评估其在不同工况下的储热性能。

计算储热量的方法可以采用传热学的原理，根据能量守恒定律和传热方程进行推导。

具体而言，可以利用储热材料的质量、热容和相变热来计算储热量。

例如，对于相变材料在相变过程中吸热的情况，可以使用以下公式进行计算：储热量 = 质量× 热容× 相变热其中，质量是相变材料的质量，热容是相变材料的热容，相变热是相变材料的相变热。

通过该公式，可以定量地计算出相变材料在相变过程中吸收或释放的热量。

除了计算储热量，还可以通过实验方法来测定相变材料的储热性能。

实验方法通常包括热量测定、温度测定和相变温度测定等步骤。

通过实验测定，可以获取相变材料在相变过程中的温度变化和相变热，从而评估其储热性能。

相变材料作为一种理想的储热材料，具有广泛的应用前景。

通过计算相变材料的储热量，可以评估其在不同工况下的储热性能，为相变材料的设计和选择提供参考。

国内外相变储能材料技术现状及应用情况研究综述

0　引言能源是社会发展的重要物质基础，是经济的主要驱动力之一[1]。

不可再生资源的不断枯竭和全球变暖的不断升级，迫使趋势转向使用可持续能源[2，3]。

因此，进行可再生能源开发势在必行。

研究充放效率高的储热、储电系统是推动可再生能源普及应用的必经环节[4，5]。

据统计，目前全球18%以上的能源消耗来自可再生能源[6]。

长远看来，可再生能源由于其可持续性、环境友好性而比传统化石能源更具应用前景[7]。

然而，可再生能源也面临亟待解决的问题，特别是以风光为主的间歇性能源，其自然脉动性与人类社会活动的24小时能源供应需求相违背，需配置储能手段来平抑能源供给侧与需求侧的波动[8]。

在热能制取与利用领域，通过将热能储存（Thermal Energy Storage，TES）应用于高效和清洁的能源系统，可以最大限度地减少对二次能源/化石燃料的依赖，从而提高可再生能源热能的可靠性[12，13]。

此外，TES系统可以储存多余的能源，并通过在电力需求高峰期间交付来弥补供需缺口[14，15]。

国内外能源技术领域正在努力从可再生能源中获得更稳定、更高效、全天候的能源供给[16]。

1　热能储存TES通过Web of Science对TES相变材料进行了全面的文献调查，在过去的30年里，共统计出4300多篇关于材料、组件、系统、应用、发展等基础科学/化学的研究论文。

如图1（a）所示，近10多年来，TES材料的研究非常活跃。

此外，TES 材料也获得了市场认可，一些组织对相关技术申请了专利保护［见图1（b）］，从文献和专利增长情况来看，储热行业发展增速较为迅猛[17-18]。

用于潜热储热（LHTES）的材料称为相变材料（Phase Change Materials，PCM）[19]，在相变过程中具有恒定温度进行吸收和释放热量的能力[20]。

PCM的分类和相关应用情况如图2所示，组成成分多样，可以是有机、无机或共晶混合物。

通过将PCM配置进TES系统，可有效地利用其相变过程进行热量储存与馈出，通过控制系统的运行参数可以满足热负荷。

金属焊接中的相变与组织演变规律研究

金属焊接中的相变与组织演变规律研究金属焊接是一种常见的连接技术，广泛应用于工业制造、建筑和航空航天等领域。

在焊接过程中，金属材料经历了相变和组织演变，这些变化对焊接接头的性能和质量具有重要影响。

因此，研究金属焊接中的相变与组织演变规律对于提高焊接接头的性能和可靠性具有重要意义。

首先，焊接过程中的相变是指金属材料在高温下发生的晶体结构转变。

常见的相变有固溶体的析出和溶解、相变的形核和长大等。

这些相变过程与焊接工艺参数、焊接材料的成分和热循环等因素密切相关。

例如，焊接过程中的快速冷却会导致金属材料中的固溶体析出，形成硬化相，从而提高焊接接头的强度和硬度。

相反，缓慢冷却则有利于固溶体的溶解，使接头具有较好的韧性和可塑性。

其次，焊接过程中的组织演变是指焊接接头中晶体结构的变化。

金属焊接过程中的热输入会引起焊接区域的晶粒长大和晶界迁移，从而改变了晶体的取向和排列方式。

这种组织演变对焊接接头的力学性能和耐腐蚀性能具有显著影响。

例如，在焊接接头的热影响区，晶粒的长大和晶界的迁移会导致晶粒的取向不均匀，从而降低了焊接接头的强度和韧性。

此外，焊接接头中的残余应力也是组织演变的重要结果，它会导致接头的变形和开裂。

为了研究金属焊接中的相变与组织演变规律，研究者们采用了多种实验和数值模拟方法。

实验方法主要包括金相显微镜观察、X射线衍射和电子显微镜等。

这些实验方法可以直接观察到焊接接头中的相变和组织演变现象，并通过显微组织分析和晶体取向测量等手段来定量描述它们的规律。

数值模拟方法则通过建立焊接接头的数学模型，利用有限元分析和相场模拟等技术来模拟焊接过程中的相变和组织演变过程。

这些模拟方法可以预测焊接接头的力学性能和组织结构，并优化焊接工艺参数。

近年来，随着材料科学和计算机技术的发展，金属焊接中的相变与组织演变规律研究取得了许多重要进展。

研究者们不仅探索了焊接接头中的相变和组织演变机制，还提出了一系列改善焊接接头性能的方法。