相变材料
什么是相变材料
什么是相变材料
相变材料是一种能够在特定条件下发生相变的材料，它可以在固态和液态之间或者在不同的固态相之间进行相变。
相变材料具有许多独特的性质和应用，因此备受科研人员和工程师的关注和重视。
首先，让我们来了解一下相变的概念。
相变是指物质在一定条件下由一种相转变为另一种相的过程。
常见的相变包括固液相变、固气相变、液气相变等。
而相变材料则是指在特定条件下可以发生相变的材料，它可以利用其相变的特性来实现一些特定的功能。
相变材料具有许多独特的性质和应用。
首先，相变材料具有高能量密度和高效的相变热。
这使得相变材料在储能和传热领域有着广泛的应用。
其次，相变材料具有温度响应性能，可以根据温度的变化来实现相变，因此在温度控制和调节方面有着重要的应用。
此外，相变材料还具有良好的循环稳定性和可控性，可以被设计成具有特定的相变温度和相变热，从而满足不同的应用需求。
相变材料在各个领域都有着重要的应用。
在建筑领域，相变材料可以用于调节室内温度，提高建筑的节能性能。
在电子领域，相变材料可以用于制备高密度的储能器件，提高电子产品的性能。
在医疗领域，相变材料可以用于制备可调节温度的药物释放系统，提高药物的治疗效果。
在航天领域，相变材料可以用于制备高效的热控系统，提高航天器的工作效率。
总的来说，相变材料是一类具有独特性能和广泛应用前景的材料。
随着科学技术的不断发展，相变材料将会在更多的领域得到应用，并为人类社会的发展做出更大的贡献。
相变材料的研究和应用将会成为未来材料科学和工程领域的重要方向之一。
相变材料
相变材料相变材料(PCM - Phase Change Material)是指随温度变化而改变形态并能提供潜热的物质。
相变材料由固态变为液态或由液态变为固态的过程称为相变过程，这时相变材料将吸收或释放大量的潜热。
相变材料可分为有机（Organic）和无机(Inorganic) 相变材料。
亦可分为水合（Hydrated）相变材料和蜡质(Paraffin Wax)相变材料。
我们最常见的相变材料非水莫属了，当温度低至0°C 时，水由液态变为固态（结冰）。
当温度高于0°C时水由固态变为液态（溶解）。
在结冰过程中吸入并储存了大量的冷能量，而在溶解过程中吸收大量的热能量。
冰的数量（体积）越大，溶解过程需要的时间越长。
这是相变材料的一个最典型的例子。
从以上的例子可看出，相变材料实际上可作为能量存储器。
这种特性在节能、温度控制等领域有着极大的意义。
当今社会能源短缺及环境污染成为我们所面临的重要难题。
开发利用可再生能源对节能和环保具有重要的现实意义。
相变储能技术通过相变材料相变时吸收或放出大量热量以达到能量存储的目的，是常用于缓解能量供求双方在时间、强度及地点上不匹配的有效方式。
该技术在太阳能的利用、电力的“移峰填谷”、气废热和余热的回收利用、工业与民用建筑和空调的节能等领域具有广泛的应用前景，目前已成为世界范围内的研究热点。
一、相变材料的蓄热机理与分类相变材料具有在一定温度范围内改变其物理状态的能力。
以固－液相变为例，在加热到熔化温度时，就产生从固态到液态的相变，熔化的过程中，相变材料吸收并储存大量的潜热；当相变材料冷却时，储存的热量在一定的温度范围内要散发到环境中去，进行从液态到固态的逆相变。
在这两种相变过程中，所储存或释放的能量称为相变潜热。
物理状态发生变化时，材料自身的温度在相变完成前几乎维持不变，形成一个宽的温度平台，虽然温度不变，但吸收或释放的潜热却相当大。
从相变材料的参数可知，其潜热量约为200千焦耳/公斤，换言之其相当于55度电的能量。
相变材料的研究及其应用前景
相变材料的研究及其应用前景随着科技的发展和人们对更高性能、更节能、更长寿命材料的需求不断提高，相变材料作为一种全新的高科技材料，引起了人们的高度关注和广泛应用。
那么相变材料是什么，它的研究现状如何，有哪些应用前景呢？本文将从这三个方面加以阐述。
一、相变材料是什么？相变材料指的是一类能够在一定温度范围内发生物理和化学变化的材料。
相变材料的显著特点是含有大量的随温度变化而发生相变的物质，它们在相变过程中能够释放或吸收大量的热量，从而实现物理和化学性能的变化。
这种材料近年来得到广泛的研究和应用，主要因为它具有低功耗、高能量密度、高速度、长寿命、低成本等优点。
二、相变材料的研究现状近年来，相变材料得到了广泛的研究，其中最具代表性的是铁电相变材料和磁相变材料。
1. 铁电相变材料：铁电相变材料是一种能够在电场和温度变化下相互转化的材料，它具有高压电效应、较高的热稳定性和高耐久性等特点。
目前，铁电相变材料主要应用于超快速操作的存储器、红外探测器、声波滤波器等领域。
2. 磁相变材料：磁相变材料是指某些磁性材料在一定温度下发生磁性转化的过程。
磁相变材料的磁性转化可以通过温度变化、应力变化、光线辐照等方法实现，具有大磁熵变、小温度梯度、高转换效率等特点。
目前，磁相变材料主要应用于储能器、制冷器、温控器等领域。
三、相变材料的应用前景相变材料由于具有独特的物理化学性质，近年来在多个领域中得到了广泛应用。
1. 光存储器：相变材料是高密度光存储器的重要组成部分，可以实现高速度、高灵敏度、低成本、高密度等特点。
2. 热调节材料：相变材料可以在一定范围内调节热平衡，实现对环境温度的调节和控制，具有广泛的应用前景。
3. 高效制冷材料：相变材料的相变能够使其在相变过程中吸收或释放大量的热量，能够实现高效制冷、制热等应用，具有巨大的市场和应用前景。
4. 环保节能材料：相变材料具有低功耗、高能量密度、高速度、长寿命、低成本等特点，适用于环保节能领域。
相变材料——精选推荐
65 相变材料在建筑结构中的应用综述文/杨丽一、相变材料（一）相变材料定义及其特点相变材料（Phase Change Materials，简称PCM）是指随温度变化而改变形态并能提供潜热的物质。
相变材料由固态变为液态或由液态变为固态的过程称为相变过程，这时相变材料将吸收或释放大量的潜热。
相变材料具有在一定温度范围内改变其物理状态的能力。
正是相变材料的这种吸热放热现象，使得相变材料成为世界各国关注的热点。
（二）相变材料类型相变材料可分为有机和无机相变材料。
亦可分为水合相变材料和蜡质相变材料。
其中无机PCM主要有结晶水合盐类、熔融盐类、金属或合金类等；有机类PCM主要包括石蜡、醋酸和其他有机物。
近年来，复合相变储能材料应运而生，它既能有效克服单一的无机物或有机物相变储能材料存在的缺点，又可以改善相变材料的应用效果，拓展其应用范围。
二、相变储能建筑材料在建筑节能领域，随着人们对居住环境的舒适度要求越来越高，建筑能耗大幅增高，造成能源消耗过快，用电量猛增。
而我国目前严重缺电，仅空调用电量2002年夏季高峰负荷就相当于2.5个三峡电站满负荷出力，空调耗电形势极其严峻。
通过向普通建筑材料中加入相变材料，可以制成具有较高热容的轻质建筑材料，称之为相变储能建筑材料。
利用相变储能建筑材料构筑建筑结构，可以减小室内温度波动，提高舒适度，使建筑采暖或空调不用或者少用能量，提高能源利用效率；可以解决热能供给和需求失衡的矛盾，使空调或采暖系统利用夜间廉价电运行，降低空调或采暖系统的运行费用。
（一）相变储能建筑材料的节能原理相变材料在建筑节能中应用的原理为：相变材料发生相变时伴随着相变热的释放与吸收，即在热转换过程中，相变材料中的冷负荷储存在蓄能结构中，随着室外温度的降低，储存的热量一部分释放到室外，从而降低了建筑冷负荷；另一部分释放到室内，增加了晚间建筑的冷负荷。
根据上述理论，以相变储能结构为例，将相变材料应用到现有的建筑中，可以大大增加建筑结构的储热能力，使用少量的材料就可以储存大量的热量。
相变材料有哪些
相变材料有哪些相变材料是一种在温度、压力或其他外部条件下会发生相变的材料。
相变材料具有独特的性质，可以在相变过程中吸收或释放大量的热量，因此在许多领域有着重要的应用价值。
下面我们将介绍一些常见的相变材料及其特点。
首先，我们来介绍一种常见的相变材料——氟利昂。
氟利昂是一种用于制冷剂的相变材料，其相变温度较低，通常在零下20摄氏度左右。
在制冷系统中，氟利昂可以吸收大量的热量，并在相变过程中发挥制冷作用。
由于其稳定性和高效性，氟利昂被广泛应用于家用空调、商用冷藏设备等领域。
除了氟利昂，还有一种常见的相变材料是聚合物相变材料。
聚合物相变材料是一种可以在温度变化时发生相变的材料，其相变温度通常在室温附近。
在温度升高时，聚合物相变材料会吸收热量并发生相变，从而起到调节温度的作用。
由于其轻便、灵活和环保的特点，聚合物相变材料被广泛应用于建筑材料、服装、航天器材等领域。
此外，金属相变材料也是一种常见的相变材料。
金属相变材料具有良好的导热性和导电性，可以在温度变化时发生相变并释放大量的热量。
由于其高效的能量储存和释放特性，金属相变材料被广泛应用于太阳能热储存、汽车发动机冷却系统等领域。
除了上述几种常见的相变材料，还有许多其他类型的相变材料，如盐水混合物、有机相变材料等。
这些相变材料在不同的温度、压力条件下具有不同的相变特性，可以满足各种不同的应用需求。
总的来说，相变材料具有独特的相变特性，在能量储存、温度调节、制冷等领域有着广泛的应用前景。
随着科学技术的不断发展，相变材料的研究和应用将会越来越广泛，为人类社会的可持续发展做出更大的贡献。
相变材料的研究和应用将会越来越广泛，为人类社会的可持续发展做出更大的贡献。
相变材料
相变材料(Phase Change Materials，简称PCM。
所谓相变储能是指物质在相变化过程中吸收或释放能量．正是这一特性构成了相变储能材料具有广泛应用的理论基础。
相变材料从液态向固态转变时，要经历物理状态的变化。
在这两种相变过程中，材料要从环境中吸热，反之，向环境放热。
在物理状态发生变化时可储存或释放的能量称为相变热，发生相变的温度范围很窄。
物理状态发生变化时，材料自身的温度在相变完成前几乎维持不变。
大量相变热转移到环境中时，产生了一个宽的温度平台。
相变材的出现，体现了恒温时间的延长，并可与显热和绝缘材料在热循环时，储存或释放显热。
其原理是：相变材料在热量的传输过程中将能量储存起来，就像热阻一样将可以延长能量传输时间，使温度梯度减小。
由于相变材料具有在相变过程中将热量以潜热的形式储存于自身或释放给环境的性能，因而通过恰当的设计将相变材料引入建筑围护结构中，可以使室外温度和热流波动的影响被削弱。
把室内温度控制在舒适的范围内。
此外，使用相变材料还有以下优点：其一，相变过程一般是等温或近似等温的过程，这种特性有利于把温度变化维持在较小的范围内，使人体感到舒适；其二，相变材料有很高的相变潜热，少量的材料可以储存大量的热量，与显热储热材料(如混凝土、砖等)相比，可以大大降低对建筑物结构的要求，从而使建筑物采用更加灵活的结构形式。
《相变蓄能建筑材料的研究》简介能源的可持续发展是当今世界的一大难题。
解决该难题的基本途径有两个一是依靠科技进步，发明或者发现当前能源的替代品，二是研究新型节能技术，减少能源消耗。
在开发新能源方面，太阳能的开发利用受到很大的重视。
太阳能几乎是取之不尽，用之不竭的清洁能源。
世界能源专家认为，太阳能将是本世纪的主要能源。
然而在太阳能利用方面存在一个突出的问题一太阳能的间断性，这跟昼夜交替以及天气情况有关。
因此，迫切需要一种材料能存储太阳能，使之成为一种能连续使用的能源。
在节能方面，余热或者废热的回收过程中也涉及到能量的存储问题，需要用到储能材料。
相变材料的定义
相变材料的定义
嘿，朋友们！今天咱们来聊聊一个挺有意思的东西，那就是相变材料。
那什么是相变材料呢？简单来说，相变材料就是一种可以在温度变化时发生相变的物质。
这就好像是天气冷了水会变成冰，天气热了冰又会变成水，水和冰就是不同的相态。
相变材料也有类似的神奇本领哦！
相变材料的种类那可不少呢！比如说有一些有机相变材料，它们就像是一群小精灵，在温度的指挥下灵活地变换着形态。
还有无机相变材料，它们就像是可靠的大力士，稳定地发挥着作用。
相变材料的作用可大了去了！想象一下，在夏天的时候，我们都希望室内能凉快一些，要是有一种材料可以吸收热量，让室内温度不那么高，那该多好呀！相变材料就能做到这一点哦。
它在温度升高时会从一种相态变成另一种相态，同时吸收大量的热量，就像是一个超级吸热器。
等到温度降低了，它又会变回来，释放出热量。
这不就像是一个贴心的小助手，在默默地调节着温度嘛！
再想想看，在一些特殊的领域，比如航天领域，相变材料也能大显身手呢！航天器在太空中会面临极大的温差变化，有了相变材料的保驾护航，就能让航天器里的设备和人员更加安全和舒适。
这就好像是给航天器穿上了一件特殊的“保暖衣”。
相变材料在我们的日常生活中也有很多潜在的应用呢！比如说在建筑领域，把相变材料加入到建筑材料中，是不是就能让我们的房子冬暖夏凉啦？那我们不就可以省好多空调和暖气的费用了嘛！
相变材料真的是一种非常神奇又非常有潜力的东西呀！难道你不想多了解了解它吗？我觉得它的未来肯定会更加精彩，会给我们的生活带来更多的惊喜和便利呢！。
相变材料有哪些
相变材料有哪些相变材料是指在特定温度下，由于外部刺激（如温度、压力、电场等）而发生结构相变的材料。
相变材料具有非常广泛的应用领域，包括电子器件、传感器、能量存储和转换等。
下面是一些常见的相变材料：1. PCM（相变储能材料）：PCM是一种能够吸收和放出大量热量的材料，广泛应用于建筑、汽车和电子设备等领域。
常见的PCM包括聚乙二醇（PEG）、硅油和氟化物等。
2. 碘化铋：碘化铋是一种具有不对称结构的相变材料，可以用于制备红外探测器和可编程反射镜等光学器件。
3. 热记忆合金：热记忆合金是一种能够在不同温度下发生相变的材料。
常见的热记忆合金包括镍钛合金（NiTi）、铜铝合金和铜锌铝合金等。
4. 铁电材料：铁电材料是一种具有铁电性质的材料，可以通过施加电场来改变其结构和性能。
常见的铁电材料包括钛酸钡（BaTiO3）、锆钛酸铅（PZT）和钨酸铁（LiNbO3）等。
5. 磁性形状记忆合金：磁性形状记忆合金是一种能够通过磁场而不是温度来实现相变的材料。
常见的磁性形状记忆合金包括镍锌合金（NiZn）和磁性形状记忆聚合物等。
6. 液晶材料：液晶材料是一种能够在不同温度下发生相变的有机或无机化合物。
常见的液晶材料包括液晶聚合物和液晶小分子等，广泛应用于显示技术和光学器件等领域。
7. 球墨铸铁：球墨铸铁是一种由石墨球和铁基体组成的材料，具有良好的延展性和抗拉强度。
常见的球墨铸铁包括球墨铸铁、铁碳合金和球墨铸铁等。
除了以上列举的相变材料，还有很多其他的相变材料，如形状记忆合金、磁性相变材料和光致相变材料等。
这些相变材料不仅具有丰富的相变性质，还具有独特的物理和化学性质，将在未来的科学研究和工业应用中发挥重要作用。
相变化材料
相变化材料
相变化材料是一种可以通过改变外界温度或压力而发生相变的材料。
相变是指物质在一定条件下从一种物态（例如固体、液体、气体）转变为另一种物态的过程。
常见的相变包括固↔液（熔化/凝固）、液↔气（汽化/液化）、固↔气（升华/凝华）等。
相变化材料具有一些特殊的性质，使其在相变过程中具有独特的应用潜力。
其中最广泛应用的相变化材料是可逆相变材料，也称为相变储能材料，具有以下特点：
1. 高储能密度：相变过程中释放或吸收的潜热具有很高的能量密度，在相变材料中能够存储大量的能量。
2. 高效的能量转换：相变储能材料具有快速的相变速率和高效的能量传递，使得能量的存储和释放过程可以在短时间内完成。
3. 可逆性：相变储能材料具有可逆的相变特性，可以反复进行相变过程而不损失性能。
4. 储存与传输的可控性：通过调节温度或压力，相变材料的相变过程可以精确控制，实现储存和传输能量的精确控制。
相变化材料在能量储存、温控调节、传感器等领域具有广泛的应用。
目前已经有许多种类的相变化材料被开发和研究，包括金属合金、聚合物、无机盐类等。
这些材料的研究和应用将进一步推动相变储能技术的发展和应用。
相变材料有哪些
相变材料有哪些
首先，我们来谈谈常见的金属相变材料。
金属相变材料是一类利用金属元素的
相变特性制备而成的材料，常见的有铁素体相变材料、镍钛记忆合金等。
铁素体相变材料具有良好的磁性能和形状记忆效应，可广泛应用于温度传感器、温度控制器等领域；而镍钛记忆合金则具有形状记忆和超弹性效应，可用于医疗器械、航空航天等领域。
其次，我们来介绍一些有机相变材料。
有机相变材料是利用有机化合物的相变
特性制备而成的材料，常见的有蜡烃相变材料、聚合物相变材料等。
蜡烃相变材料具有较高的相变潜热和良好的稳定性，可用于太阳能储热、建筑节能等领域；而聚合物相变材料具有较好的柔韧性和可塑性，可用于智能纺织品、舒适性服装等领域。
此外，还有一些无机非金属相变材料也具有重要的应用价值。
比如，氧化物相
变材料、硫化物相变材料等。
氧化物相变材料具有较高的相变温度和稳定性，可用于高温热储存、热电转换等领域；而硫化物相变材料具有良好的电学性能和光学性能，可用于光存储器、光开关等领域。
总的来说，相变材料种类繁多，具有广泛的应用前景。
随着科学技术的不断发展，相变材料的研究和应用将会更加深入，为人类社会的发展进步提供更多的可能性。
希望本文对相变材料有关的内容能够给您带来一些帮助，谢谢阅读！。
相变材料有哪些
相变材料有哪些相变材料是一种具有特殊性能的材料，它可以在温度或压力变化时发生相变，从而实现吸热或放热的效果。
相变材料被广泛应用于建筑、汽车、服装、医疗等领域，具有重要的经济和社会意义。
本文将介绍相变材料的种类和应用领域。
一、蓄热相变材料。
蓄热相变材料是一种可以吸收和释放热量的材料，它可以在温度变化时吸收或释放大量的热量，从而实现热能的储存和利用。
蓄热相变材料广泛应用于建筑领域，可以用于调节室内温度，减少能耗，提高建筑的节能性能。
此外，蓄热相变材料还可以应用于太阳能集热系统、汽车空调系统等领域，具有重要的应用前景。
二、相变储能材料。
相变储能材料是一种可以吸收和释放热量的储能材料，它可以在温度变化时吸收或释放大量的热量，从而实现热能的储存和利用。
相变储能材料广泛应用于太阳能储能系统、风能储能系统、电网储能系统等领域，可以提高可再生能源的利用效率，减少能源浪费，具有重要的环保和经济意义。
三、相变散热材料。
相变散热材料是一种可以吸收和释放热量的散热材料，它可以在温度变化时吸收或释放大量的热量，从而实现热能的散热和利用。
相变散热材料广泛应用于汽车发动机散热系统、电子产品散热系统、工业生产散热系统等领域，可以提高散热效率，延长设备使用寿命，具有重要的技术和经济价值。
四、相变储存材料。
相变储存材料是一种可以吸收和释放热量的储存材料，它可以在温度变化时吸收或释放大量的热量，从而实现热能的储存和利用。
相变储存材料广泛应用于冷藏冷冻系统、医药储存系统、食品储存系统等领域，可以提高储存效率，延长产品保质期，具有重要的健康和安全意义。
总之，相变材料具有重要的应用价值，可以在建筑、能源、环保、医疗等领域发挥重要作用，对于促进经济发展和改善人民生活具有重要意义。
希望相关领域的科研人员和工程师能够深入研究和开发相变材料，推动其应用和推广，为社会发展和人类福祉做出更大的贡献。
相变材料
1.2.相变材料的封装定型技术
◆微胶囊封装 微胶囊相变材料是指在固-液相变材料微粒表面包覆一层性能稳 定的高分子膜而构成具有核壳结构的新型复合相变材料（图5）。 ◆与高分子聚合物熔融共混定型 这种方法是指在高于高分子聚合物熔点的温度下 ，对相变材料 和高分子聚合物进行熔融共混 ，当冷却至室温时 ，相变材料均 匀地分散在已固化的高分子聚合物中 达到定型的目的。 ◆多孔材料吸附定型 采用多孔材料吸附相变材料是目前研究较广泛的定型技术 ，即 把多孔材料浸入熔融状态下的相变溶液 ，使相变材料填充于多孔 材料的孔隙中。 ◆带换热器的整体封装
﹡相变材料在混凝土中的应用
﹡相变地板
﹡相变保温层
相 供变 暖蓄 储能 能维 系护 统结 构 、 空 调 蓄 冷 系 统
3.1.相变墙体
Meng Zhang， Mario A .Medina等同 时建造了 2间模拟能耗房间（1 .83 m×1 .83 m×1 .22 m ），一间使用常 规墙体，一间使用添加了相变材料的墙 体.通过实验发现使用相变材料墙体的 房间，无论是室内温度的稳定性、 还 是舒适度，都优于使用常规墙体材料的 房间。 P .Schossig， H .-M .Henning建造了 常规尺寸的模拟研究房屋，房屋的内墙 采用不同的墙体材料，左边的房间采用 相变材料，平行的房间采用常规墙体材 料。经过对室内温度的检测， 发现使 用相变材料的房间，室内温度波动大大 小于常规材料的房间。
氟化钾
六水氯化钙 硬脂酸丁酯 月桂醇
18.5-19
29.7 19 17.5-23
231
171 140 188.8
工业级十八烷
棕榈酸异丙酯 45/55癸酸-月 桂酸
22.5-26.2
16-19 17-21
advanced materials; 相变材料 -回复
advanced materials; 相变材料-回复什么是相变材料？有哪些常见的相变材料应用？相变材料的制备方法有哪些？这些材料在未来的应用领域中有什么潜力？下面将对这些问题一一进行解答。
首先，什么是相变材料？相变材料是一类能在特定条件下发生相变的材料，其特点是在相变过程中会产生巨大的能量变化。
相变是指物质由一种物态转变为另一种物态的过程，例如固态到液态的熔化、液态到气态的汽化等。
相变材料的相变过程通常伴随着体积或密度的剧烈变化，因此它们在能量储存、传感器、温控装置等领域有广泛应用。
接下来，我们来看看一些常见的相变材料应用。
其中最常见的是用于能量存储的相变储能材料，比如用于热电子器件的相变随机存取存储器（PCRAM）和相变硬盘驱动器（PCSSD）。
这些储存设备利用相变材料的相变特性，实现了高密度、快速的数据存储和读写。
另外，相变材料还可以用于温控装置，例如温度自调节材料和温度感应器。
通过调节相变材料的温度，可以实现自动调节环境温度或监控温度变化。
相变材料的制备方法有多种途径。
最常用的方法是通过合金化或合成方法来制备相变材料。
在合金化方法中，将两种或更多种金属材料以一定比例混合，然后进行熔炼和固化，即可制得相变材料。
合成方法则是通过化学反应合成相变材料，例如通过溶剂法、沉淀法、热分解法等方法制备。
此外，还可以通过薄膜制备技术来制备相变材料，比如溅射沉积、激光熔凝等方法。
这些制备方法可以根据不同的相变材料的性质和需求来选择合适的制备工艺。
最后，让我们来探讨一下相变材料在未来的应用潜力。
随着人们对环境友好和节能减排的要求不断增加，相变材料在建筑领域的应用越来越受到关注。
例如，相变材料可以用于调节室内温度，减少对空调的依赖，从而节约能源。
此外，相变材料还可以应用于太阳能电池板、光伏发电等领域，提高能源转换效率。
在医疗领域，相变材料还可以应用于药物传递系统和可控释放器件，提高药物治疗的效果。
相变材料的研究和应用领域还在不断扩展，相信在未来会有更多的发展和突破。
什么是相变材料
什么是相变材料
相变材料是一种具有特殊物理性质的材料，它在温度、压力或者其他外界条件
发生变化时，会出现物理性质的突变。
相变材料的研究和应用已经涉及到许多领域，包括能源、环境、电子、医疗等，具有广泛的应用前景。
首先，相变材料的基本特性是其在相变过程中具有潜热的特点。
这意味着在相
变过程中，材料会吸收或者释放大量的热量，而温度却基本不发生变化。
这种特性使得相变材料在储能和传热方面有着独特的应用优势。
例如，相变材料可以被用来制作储热装置，通过吸收和释放热量来实现能量的储存和利用，从而在太阳能利用、节能建筑等领域发挥重要作用。
其次，相变材料还具有记忆效应，即在相变过程中，材料会保持一定的形状和
结构记忆。
这种特性使得相变材料在智能材料和传感器方面有着广泛的应用。
例如，相变材料可以被用来制作智能玻璃、智能纺织品等，通过控制相变过程来实现材料的形状和性能的智能调控，从而在信息显示、舒适性材料等方面发挥重要作用。
此外，相变材料还具有高效的能量转换和传输特性。
相变材料在相变过程中会
吸收或者释放大量的热量，这使得它在能量转换和传输方面有着独特的应用优势。
例如，相变材料可以被用来制作热电材料，通过控制相变过程来实现热能和电能的转换，从而在能源转换和利用方面发挥重要作用。
总的来说，相变材料具有独特的物理性质和广泛的应用前景，它在能源、环境、电子、医疗等领域都有着重要的应用价值。
随着科学技术的不断发展和进步，相变材料的研究和应用将会得到进一步的推广和深化，为人类社会的可持续发展做出更大的贡献。
相变材料 正极材料
相变材料的定义与分类相变材料的概念相变材料是指在一定条件下，可以发生固态与液态、气态相互转变的物质。
相变过程中，物质的内部结构发生改变，伴随着能量的吸收或释放。
相变材料的分类根据相变的性质和过程，相变材料可分为以下几类：1.同质相变材料：指物质在相变过程中，其化学成分保持不变。
例如，水的凝固和融化过程中，其分子的组成没有改变。
2.异质相变材料：相变过程中物质的化学成分发生变化。
例如，在金属与非金属的共晶合金相变过程中，合金中金属的含量发生变化。
3.一级相变材料：指物质在相变点附近，固液、液气相变过程中，伴随着能量的突变。
传统意义上的相变材料大多属于一级相变材料。
4.二级相变材料：指物质在相变点附近，固液、液气相变过程中，能量的变化是连续的。
二级相变材料的相变过程更加复杂，常见的如磁性相变材料。
相变材料在正极材料中的应用正极材料的概念正极材料是指在电池中担负储存和释放正电荷的材料。
在锂离子电池和高温钠硫电池等各类电池中，正极材料起到储存正电荷和促进电子传导的作用。
相变材料在正极材料中的应用相变材料在正极材料中有着广泛的应用。
具体包括以下几个方面：1.提高储能密度：相变材料具有高储能密度的特点，可以大幅提高正极材料的储能能力。
例如，在锂离子电池的正极材料中引入相变材料，可以大大提升电池的能量存储能力。
2.增强电子传导：相变材料具有较好的导电性，可以提高正极材料中电子的传导速率，减少电池内部电阻。
这对于电池的充放电效率和功率密度都有着重要意义。
3.增强结构稳定性：相变材料的相变过程往往伴随着结构的重组和变化，这可以增强正极材料的力学稳定性和循环寿命。
相变材料的结构调控还可以有效抑制正极材料的容量衰减，延长电池的使用寿命。
4.实现多功能性能：相变材料本身具有多态性和多功能性，可以实现正极材料多种性能的调控。
例如，在锂离子电池的正极材料中引入磁性相变材料，可以通过调控磁性相变实现电池的温度敏感性能。
相变材料在锂离子电池正极材料中的应用案例相变材料在锂离子电池正极材料中的意义锂离子电池是目前应用最为广泛的可充电电池之一，它的性能很大程度上取决于正极材料的性能。
相变材料分类
相变材料分类相变材料是一类具有特殊性质的材料，可以在温度、压力或其他外界条件改变时发生相变。
相变是物质从一种状态转变为另一种状态的过程，常见的相变有固态到液态的熔化、液态到气态的汽化等。
相变材料的研究和应用领域非常广泛，包括能源存储、传感器、计算机存储等等。
根据相变过程中材料的性质和行为，相变材料可以分为以下几类：1. 热相变材料热相变材料是最常见的一类相变材料，它们在温度变化时发生相变。
最常见的热相变材料是蓄热材料，可以吸收和释放热量，用于调节室内温度。
蓄热材料可以分为吸热材料和放热材料，吸热材料在相变时吸收热量，而放热材料在相变时释放热量。
另外，热相变材料还包括用于储能的相变储热材料，可以将电能或其他形式的能量转化为热能进行储存。
2. 光相变材料光相变材料是一类在光照射下发生相变的材料。
这些材料的相变过程可以通过光强、光频率或光波长的变化来控制。
光相变材料具有快速的响应速度和可逆性，可以用于光学开关、光学存储和光学显示等领域。
例如，光致变色材料可以在光照射下改变颜色，用于制作可调节颜色的显示屏和光学器件。
3. 电相变材料电相变材料是一类在电场作用下发生相变的材料。
这些材料的相变过程可以通过调节电场的强度和方向来控制。
电相变材料具有高灵敏度和快速响应的特点，可以用于电子器件、存储器和开关等应用。
例如，电致变色材料可以在电场作用下改变颜色，用于制作智能窗户和电子墨水显示屏。
4. 磁相变材料磁相变材料是一类在磁场作用下发生相变的材料。
这些材料的相变过程可以通过调节磁场的强度和方向来控制。
磁相变材料具有快速响应和大幅度变化的特点，可以用于传感器、磁存储和磁性制冷等领域。
例如，磁致变形材料可以在磁场作用下发生形状变化，用于制作磁力驱动机构和磁力控制器。
5. 压力相变材料压力相变材料是一类在压力变化下发生相变的材料。
这些材料的相变过程可以通过调节压力的大小和方向来控制。
压力相变材料具有高压力敏感性和可逆性，可以用于传感器、压力开关和压电器件等应用。
相变材料纺织品
100%
力学性能测试
测试相变材料纺织品的拉伸强度 、压缩弹性等力学性能，以确保 其具有足够的耐用性。
80%
舒适性测试
通过人体试验和客观评价方法， 测试相变材料纺织品在不同温度 和湿度条件下的舒适性能。
03
相变材料纺织品的应用
服装领域的应用
环境。
军用装备
相变材料纺织品在军用装备领域具 有应用前景，如作战服、帐篷等， 提高士兵的生存能力和战斗力。
户外运动装备
相变材料纺织品可应用于户外运动 装备，如登山服、滑雪服等，提供 良好的保暖和透气性能。
04
相变材料纺织品的优势与挑战
相变材料纺织品的优势
高性能
相变材料纺织品具有优异的热储 存和释放性能，能够在温度变化 时吸收和释放大量热量，有效调
相变材料的市场前景
市场现状
随着环保意识的提高和节能减排政策的推动，相变材料市场呈现出快速增长的 态势。
发展趋势
未来，随着技术的进步和应用领域的拓展，相变材料市场将进一步扩大，并有 望成为纺织品、建筑材料等领域的重要发展方向。
02
相变材料纺织品的研发
相变材料纺织品的原理
01
相变材料
相变材料是指在一定温度范围内能够改变其物理状态（固态、液态相互
家纺品牌也开始引入相变材料纺织品，将其应用于 床单、被套、枕套等床上用品中。这些相变材料纺 织品能够根据人体温度变化调节温度，为消费者提 供更加舒适的睡眠环境。
当人体进入睡眠状态时，体温会逐渐下降，相变材 料纺织品能够感知到这种变化并调节温度，使床铺 保持适宜的温度范围。这样可以帮助消费者更快地 进入深度睡眠状态，提高睡眠质量。
advanced materials; 相变材料
advanced materials; 相变材料什么是相变材料？相变材料是一种能够通过温度、压力或其他外界条件的改变而发生物理性质变化的材料。
相变是指物质在温度、压力或组分等某些条件改变时，其物态发生变化的过程。
相变材料广泛应用于能量储存、传感器、高速电子器件等领域。
本文将介绍相变材料的原理、种类和应用。
在相变材料中，最为常见的是固相和液相之间的相变过程。
例如，将冰加热至0摄氏度，它将会从固态转变为液态，同时吸收了大量热量。
这被称作吸热相变，因为相变过程中吸收的热量被用于把固态的冰转变为液态的水。
相反，将水冷却至0摄氏度时，它将会从液态转变为固态，同时释放出大量热量。
这被称作放热相变，因为相变过程中释放的热量变为固态的水释放出来。
除了固态和液态之间的相变，相变材料还可以发生在其他物态之间，例如固态和气态之间的相变，以及液态和气态之间的相变。
这些相变过程都具有吸热和放热的特性，因此可以广泛应用于能量储存和传感器等领域。
相变材料具有许多独特的性质和优势，使其在各种应用中受到关注。
首先，相变材料具有高能量密度和高储能效率，可以储存大量的能量。
其次，相变材料的相变过程是可逆的，这意味着可以进行多次相变而不会损失能量。
这种可逆性使得相变材料在能量存储方面具有重要的应用前景。
此外，相变材料还具有较高的热传导率和热容量，使其在热管理领域具有重要的应用价值。
根据相变材料的性质和应用需求，可以将其分为几种不同的类型。
一种常见的相变材料是有机相变材料，包括聚合物相变材料和蜡相变材料。
这些材料具有低成本、低密度和良好的可塑性，广泛应用于温度控制、热管理和能量储存等领域。
另一种常见的相变材料是无机相变材料，包括金属相变材料和氧化物相变材料。
这些材料具有高能量密度、高热稳定性和高热导率，适用于高温应用和高速电子器件等领域。
此外，还有一些特殊类型的相变材料，如形状记忆合金和磁致相变材料，具有特殊的磁性和形状变化特性，在机械、电子和医疗领域具有广泛的应用前景。
相变材料
我国人均资源相对不足
原因
资源利用效率低 资源约束矛盾突出
环境污染严重
作用
其潜热量约为200千焦耳/公斤，换言之其相 当于55度电的能量。 如果利用峰谷电价， 每立方米相变材料可将55度的谷值电能（潜 热）存储起来并转移到峰值时段使用；如果 利用太阳能蓄热， 它可提供相当于55度电 产生的能量用于取暖。
从总体上看，我国经济的快速增长在很大程度 上仍然是依靠物质资源的高消耗来实现的，没有从根 本上改变“高投入、高消耗、高排放、不协调、难循 环、低效率”的粗放型增长方式。 冷热交替 一个典型的温度控制过程如下：
相变材料
1.相变材料的含义 2.相变材料的背景
3.相变材料的应用
顾超燕 0830010051
相变材料PCMs(Phase Change Materials) 在相变过程中,体积变化很小,热焓 在一定狭窄明确的温度范围, 高,因此以潜热形式从周围环境吸收 即通常所说的相变范围内,可 或释放大量热量,热的吸收量或释放 以改变物理状态的材料。 量比一般加热和冷却过程要大得多, 而此时PCMs的温度保持不变或恒定。
导热相变材料（电 子器件）源自Ups机箱恒 温 服
笔记本恒温垫
排风扇
②箱内的温度低于37℃或箱外温度高于32℃， ①箱内的温度高于40℃及箱外温度低于30℃， 进风风扇及排风风扇会停止工作 进风风扇及排风风扇会即刻起动
BACK
外温达到服装 MPCMs溶点
吸热
固态转化为 液态
服装内
产生短暂的 致冷效果
PCMs完全溶 解,储能结束
提供 能量
服装温度低 于转换温度
低温环境
液态MPCMs将 变回固态
释放能量
短暂的加热 效果
相变材料分类
相变材料分类相变材料是一类具有特殊物性的材料，通过在特定条件下的相变，展现出许多可控性高、响应速度快、耗能低等特点，广泛应用于电子器件、节能材料、新能源等领域。
根据相变过程可以分为以下几种类型的相变材料。
1. 相变温度分类相变温度是指材料在经过一定温度区间内从一种相态转变到另一种相态所必需的温度。
根据相变温度的不同，相变材料可以分为低温相变材料和高温相变材料。
低温相变材料，也称为低温相变储能材料，主要是指在室温下能够实现相变的材料，常见的有蜡、巯基等有机化合物以及金属合金等。
这些材料可以通过蓄热装置来吸收热能，在需要时释放热能，实现节能减排的目的。
高温相变材料指的是在相对较高温度下发生相变的材料，如形状记忆合金、热敏材料等。
这些材料具有形状记忆和热响应等特性，能够在一定的温度区间内自发发生相变并恢复原来的状态，具有很高的应用价值。
2. 相变类型分类相变类型是指材料在相变时，物理和化学性质的本质变化过程。
根据相变类型的不同，相变材料可以分为固-固相变材料、固-液相变材料、液-液相变材料等。
固-固相变材料是指在固相间发生结构相变的材料，常见的有形状记忆合金、压电材料等。
这些材料在外力刺激下，能够自发地恢复到原来的形态。
固-液相变材料是指在固液相间发生相变的材料，常见的有蜡、膨胀石墨等。
这些材料能够吸收热量，进入相变状态时温度不会升高，释放热量时温度也不会降低。
液-液相变材料是指在液相间发生相变的材料，常见的有热致可逆高分子材料、阻变材料等。
这些材料可以响应不同的刺激，如温度、电场、光线等，实现化学和物理性质的可控转变。
3. 功能分类相变材料还可以根据其功能进行分类，包括储能材料、传感材料、记忆材料等。
储能材料是指具有吸热或放热的特性，可以通过“吸热-储存-放热”循环过程来储存热量或释放热量的材料。
这些材料可以应用于冷却系统、季节性能源储存系统等。
传感材料是指能够根据物理或化学参数的变化而响应，并实现信息变换和传递的材料。
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浅谈相变储能材料的热能储存技术及其应用云南师范大学能环学院再生B班马侯君（12416181）（云南师范大学太阳能研究所 650500）摘要：由于相变储能材料具有储能密度高、储能放能近似等温、过程易控制等特点，因此，采用相变储能材料的热能储存技术是提高热能转化和回收利用效率的重要途径，也是储存可再生能源的有效方式之一。
鉴于可供选用的相变储能材料种类多、相变温度范围大，使其在许多工程应用中具有较大的吸引力，筒要介绍利用相变储能材料的热能储存技术及其在工程中的多种应用。
本文对热能存储技术的主要类型和技术原理进行了简要介绍，讨论了建筑采暖系统中热能存储技术的应用现状及发展的趋势。
关键词：相变储能材料热能储存技术工程应用建筑采暖1 引言利用相变储能材料的热能储存技术是协调能源供求矛盾、提高能源利用效率和保护环境的重要技术，也是储存和回收利用短期或长期需求能源的一种有效途径。
它在工业与民用建筑的采暖、空调、温室、太阳能热利用、工业生产过程的热能回收和利用等多个领域得到了广泛的应用，并已逐步成为世界范围高度重视的研究领域。
特别是随着相变储能材料的基础和应用研究的不断深入，利用相变储能材料的热能储存技术的应用深度和广度都将不断拓展。
为此，本文着重介绍相变储能材料及其研究，以及利用各种相变储能材料的热能储存技术在工程中的多种应用。
2 相变储能材料及其研究相变储能材料的种类人们对相变储能材料的研究可以追溯到20世纪70年代，近几十年来国内外研究人员对相变储能材料的研究和开发进行了大量的研究工作，取得了一定的研究成果，得到了具有温度变化小、储能密度大、过程易控制并适于利用材料的相变潜热进行热能储存的多种相变储能材料。
根据其相变形式可分为固-液相变储能材料、固-固相变储能材料、固-气相变储能材料、液-气相变储能材料4类，虽然固-气相变和液-气相变具有的相变热大，但其体积上的大变化使相变储能系统变得复杂和不实用，因此，后两种相变储能材料在实际应用中很少被选用，应用较多的相变储能材料主要是固-液相变储能材料和固-固相变储能材料两类。
固-液相变储能材料在固-液相变储能材料中，主要有无机相变储能材料、有机相变储能材料及其共融混合物3类。
(1)无机相变储能材料无机相变储能材料包括结晶水合盐、熔融盐、金属合金和其它无机物。
其中，水合盐是适于温度范围在 0"--150℃的潜热式储存的典型无机相变储能材料，它也是中低温相变储能材料中重要的一类，其优点是价格便宜、单位体积储能密度大、一般呈中性；缺点是过冷度大和易析出分离，需要通过添加成核剂和增稠剂进行处理。
常用作相变储能材料的结晶水合盐热物理性能见表1。
表1 常用作相变储能材料的结晶水合盐热物理性能(2)有机相变储能材料有机相变储能材料一般可分为石蜡类和非石蜡类两类。
石蜡是矿物油产品，也是最常用的一类有机相变储能材料，它由直链烷烃混合而成，其分子式为 C。
H。
+。
随碳链的增加，其熔点和熔解热是逐渐增加，它的熔点为一12---75．9"C，熔解热为150"-250Id／ kg。
这种相变储能材料的优点是熔解热大、无过冷及析出现象、性能稳定、无腐蚀性、价格便宜。
其缺点是导热系数小、密度小、单位体积储能率小。
非石蜡类相变储能材料是可以选择作为相变储能应用较多的一类，包括一些酯、脂肪酸、醇类、芳香烃类、芳香酮类、酰胺类、氟利昂类和多羟基碳酸类等，以及聚烯烃类、聚多元醇类、聚烯醇类、聚烯酸类、聚酰胺类等高分子类。
这一类有机储能材料具有相变热大、易燃、常温时稳定、导热系数低等特点。
脂肪酸是以CH3(CH2)2nCOOH为特性的有机化合物，一些常用脂肪酸有机储能材料的热物理性能见表2，其相变热与石蜡的相变热相近，脂肪酸可以反复多次使用而几乎不会发生过冷现象，所以它们适用于建筑物结构的加热。
3 热能储存技术的应用3．1太阳能领域中的应用太阳能是唯一本质上没有环境污染的清洁能源，其开发与利用显得越来越重要，它是解决能源危机和现代节能的重要途径。
然而，由于到达地球表面的太阳辐射能量密度并不高，且受到地理、季节、昼夜及天气变化等因素的制约，表现出稀薄性、非连续性和不稳定性，从而也给太阳能的热利用带来了一定的困难。
因此，为了保证供热或供电装置稳定、连续运行，就需要利用相变储能装置把太阳能储存起来，在能源不足时释放出来。
例如，美国的太阳能公司(Solar Inc。
)用 Na2S04·10H2O作为相变储能材料来有效地储存太阳能。
针对太阳能地源热泵系统的储热装置，研究了相变储能材料的选择和用量，特别是相变储热水箱的布置及结构，克服了以往水箱须承受系统压力的缺点，增大了换热面积，从而使整个系统的总供热COP 值显著提高，节能效果明显。
3．2工业余热或废热的回收与应用在冶金、化工等多个工业部门中存在的工业余热和废热大多是间断的或不连续的，为了使这些不稳定的热能得以回收与利用，可以应用相变储能材料将这些热能储存起来，必要时再将储存的能量释放出来，这样既可以降低工业企业的能耗，又可以减少由一次能 源转化为二次能源时产生的各种有害物质对环境的污 染。
例如，成功制备了Na 2SO 4／Si02 定形复合储能材料，以改善工业炉窑中高温烟气余热回收换热器中相变储能材料的性能。
K ．Nagano 利用Mg(NO 3)2·6H 20作为主储热材料、MgCl 2· 6H 2O 作为添加剂调节相变温度，可以有效应用于发电系统产生的城市废热(60～100℃)的回收。
研究利用相变储能材料的复合相变储热器即把相变储热器和水结合起来回收空调的冷凝热，既具有节能又具有环保的特点。
3．3农业温室应用温室在现代农业中有着举足轻重的地位，它在克服恶劣的自然气候、拓展农产品品种和提高农业生产效率等方面具有重要的价值，可以控制适宜农作物生 长的温度和湿度环境为了获得最佳的温室内条件，必须使其在冬季加热而在夏季供冷，早期的作法是使用燃油来进行加热或供冷，近年来则是通过太阳能温室来取代传统的燃油进行加热或供冷，它是利用相变储能材料收集和储存大量的太阳辐射热能实现热能的储存与释放。
3．4建筑节能中的应用从早期利用相变储能材料对建筑结构进行加热和供冷，到近年来热能储存技术在建筑节能中的应用，热能储存技术在建筑结构中的应用研究有了很大的发 展，现在的主要应用是：(1)是将相变储能材料作为室内保温材料，通过在室内安装相变储能材料的储热器，或在墙壁、门窗、天花板、地板中“加入”相变储能材料，利用其热能储存与释放的特性有效降低建筑物室内温度波动，提供健康舒适的室内环境。
例如，在有暖气的室内安装相变储能材料的储热器。
当通入暖气时该储热器会把热储存起来，当停止送暖气时该储热器则会把储存的热量释放出来，以维持室内的温度较为恒定。
研究利用一种定形相变复合材料作为储能介质的地板辐射采暖系统，实验研究结果表明，由于相变储能材料具有较好的储热能力，电加热系统的启停造成的室内温度波动较小，变化平缓；试验房间内各壁面温度较高，且波动很小，从而提高了室内的平均辐射温度，这也是地板辐射采暖舒适和节能的原因之一。
(2)是将相变储能材料与建筑材料结合，形成具有多功能的建筑材料。
其中方法之一是通过相变物质与多孔建筑材料复合，将相变物质储藏在多孔建筑材料 中，从而形成具有承重和储能双重功能的结构与功能一体化的建筑材料；方法之二则是通过相变储能材料直接与建筑材料结合，形成具有相变储能的建筑材料，用“两步法”，即首先制作相变储能骨料，再采用相变储能骨料，用普通混凝土的制备技术配制相变储能混凝土。
通过把制备的活性炭储能骨料和石墨导热功能基元材料加人混凝土中，取代其中的卵石和河砂，用普通混凝土的制备技术制备相变储能混凝土，实验结果表明，活性炭储能骨料的加入使混凝土中储存了大量的相变储能材料，制得的储能混凝土的比热容明显高于普通混凝土，石墨提高了其导热系数，具有良好的储能效果。
3．5其它应用利用相变储能材料的热能储存技术还可以应用在很多方面，如它可以应用于航空和航天器材、电力的“移峰填谷”、医疗保健等方面，利用相变储能材料可控温的特点还可应用于服装纺织品调温保暖、高效保温、提高冷藏系统的性能等方面。
4 结语相变储能材料作为一种新型功能材料，由于它在节能、储能方面的独特性能，利用相变储能材料的热能储存技术的实际应用领域和范围一直在不断扩展。
随着人们对环境保护、节能降耗、减少污染的日益重视，以及相变储能材料及其相关强化技术研究的不断发展，利用相变储能材料的相变储能技术的应用前景必将更为广阔。
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