高温相变材料的研究进展和应用
相变储热技术研究进展
相变储热技术研究进展一、本文概述随着全球能源需求的日益增长和环保意识的逐渐加强，高效、环保的能源存储技术成为了研究热点。
相变储热技术作为一种重要的热能存储方式，因其能在特定温度下进行热能的吸收和释放，从而实现对热能的有效管理和利用，受到了广泛关注。
本文旨在全面综述相变储热技术的研究进展，包括其基本原理、材料研究进展、应用领域以及未来的发展趋势。
通过对现有文献的梳理和分析，本文旨在为相关领域的研究者提供有价值的参考，推动相变储热技术的进一步发展和应用。
二、相变储热材料的研究进展相变储热技术作为一种高效、环保的储热方式，近年来受到了广泛关注。
其核心在于相变储热材料（Phase Change Materials, PCMs），这些材料能够在特定的温度下吸收或释放大量的热能，从而实现对热能的储存和利用。
近年来，相变储热材料的研究取得了显著的进展，不仅拓宽了材料种类，还提高了储热效率和稳定性。
在材料种类方面，传统的相变储热材料主要包括无机盐类、石蜡类和脂肪酸类等。
然而，这些材料在某些应用场合下存在导热性差、易泄漏、化学稳定性不足等问题。
因此，研究人员开始探索新型相变储热材料，如高分子材料、纳米复合材料等。
这些新材料不仅具有更高的储热密度和更好的稳定性，还能通过纳米效应、界面效应等提高导热性能，从而满足更广泛的应用需求。
在储热效率方面，研究者们通过改变材料的微观结构、优化复合材料的配比、引入纳米增强剂等方法，有效提高了相变储热材料的储热效率和热稳定性。
一些研究者还将相变储热材料与其他储能技术相结合，如与太阳能、地热能等可再生能源相结合，实现了热能的高效利用和存储。
在应用方面，相变储热材料已广泛应用于建筑节能、工业余热回收、航空航天等领域。
在建筑节能领域，相变储热材料可以用于墙体、屋顶等建筑构件中，通过储存和释放热能来调节室内温度，提高建筑的保温性能。
在工业余热回收领域，相变储热材料可以回收和利用工业生产过程中产生的余热，提高能源利用效率。
RDX、HMX及CL-20晶体的高温高压相变研究进展
RDX 、HMX 及CL⁃20晶体的高温高压相变研究进展郜婵1，孙晓宇2，梁文韬2，李相东2，张洋2，代如成1，王中平1，张增明1，2（1.中国科学技术大学物理实验中心，安徽合肥230026；2.中国科学技术大学物理系，安徽合肥230026）摘要：环三亚甲基三硝胺（RDX ）、环四亚甲基四硝胺（HMX ）和六硝基六氮杂异伍兹烷（CL‑20）三种多晶型含能材料在高压/高温高压下具有丰富的相变行为及相变特征，本文总结了三种炸药在不同压力环境下的相变路径、部分相结构及p ‑T 相图，为含能材料的爆轰行为和理论研究工作提供参考。
根据目前的研究现状，发现在较复杂的相变研究上仍存在分歧，大部分高压相的结构还不明确，p ‑T 相图不够完善，相变理论的研究也存在明显不足。
指出探索含能材料的不同晶型间转化机理和获取更多相结构信息将是未来的重点研究方向。
关键词：高温高压；含能材料；相变；相图中图分类号：TJ03；O52；O76文献标志码：ADOI ：10.11943/CJEM20200881引言作为爆轰材料和燃料，固体含能材料在国防科技应用中起着重要作用。
炸药在加工、储存、运输及使用过程中，通常会受到高温、高压、撞击及冲击波等极端条件的刺激，炸药爆炸过程中也会产生高温高压，这些极端条件的刺激使炸药晶体产生一系列的相变［1-7］或化学反应［8-9］。
而炸药晶型的转变会直接导致其晶胞体积、晶体密度、化学稳定性等的改变，进而影响炸药的能量和感度［1-2，8，10］。
因此，研究高温高压条件下含能材料晶体结构的演变行为，对精密武器的设计、炸药的贮存及安全性评估有着十分重要的意义。
含能材料的爆轰是一个极为复杂的物理化学过程，可以在极短时间内产生较高的温度和压力环境。
但是由于实验技术的限制，难以获得爆轰过程中的相变及化学反应的细节［11-13］。
开展含能材料的静态高温高压实验，可以从实验上定性甚至定量地研究相关过程及可能机制，为深入理解爆轰过程中物理和化学变化提供参考。
相变材料的研究进展
相变材料的研究进展王鑫;方建华;刘坪;林旺;冯彦寒;江泽琦;范兴钰【摘要】综述了相变材料的种类,并主要从相变机理、自身缺陷、改进方案等方面对无机、有机两大类相变材料进行了总结.概括了4种制备复合相变材料的工艺路线,简单介绍了相变材料在建筑节能、工业余热回收、调温纤维等领域的应用,最后对相变材料今后的研究方向进行了展望.【期刊名称】《功能材料》【年(卷),期】2019(050)002【总页数】6页(P70-75)【关键词】相变材料;成核剂;增稠剂;微胶囊;储能纤维【作者】王鑫;方建华;刘坪;林旺;冯彦寒;江泽琦;范兴钰【作者单位】陆军勤务学院油料系,重庆 401311;陆军勤务学院油料系,重庆401311;陆军勤务学院油料系,重庆 401311;陆军勤务学院油料系,重庆 401311;陆军勤务学院油料系,重庆 401311;陆军勤务学院油料系,重庆 401311;陆军勤务学院油料系,重庆 401311【正文语种】中文【中图分类】TB340 引言随着新时代全球工业的转型升级，以及化石燃料的日趋枯竭，提高能源利用率与开发可再生能源开始成为全世界的焦点。
再加上人类活动对汽车，空调等高能耗产品的需求不断增加，导致能源供给与需求失衡[1]。
当前对化石燃料的依赖并未减轻，新型绿色能源的开发与利用的力度也还不够大。
所以发展储能技术是提升不可再生能源利用率，解决能源供求矛盾的重要途径。
相变材料(phase change material，PCM)因其具有通过自身相态变化进行吸收和释放大量能量的特性而成为国内外能源材料研究的新热点[2]。
相变材料具有体积小，造价低廉，储能密度大，节能效果明显，相变温度范围宽等优点，被广泛应用于环境温度控制，废热和余热回收，太阳能储存，电力峰谷调节等方面，在工业与民用领域扮演着重要的角色。
最早进行PCM研究的是M.Telkes，在20世纪40年代开始进行利用PCM进行太阳能储存并对建筑物供暖的研究。
相变材料的研究进展与应用前景
相变材料的研究进展与应用前景随着科技进步的不断推进，新型材料的研发也日渐繁荣。
其中，相变材料是一类备受关注的新型材料之一。
它不仅可以应用于传统的储能、智能控制等领域，也有着广泛的应用前景，如扩展人工智能、生物医学等领域。
本文就相变材料的研究进展与应用前景进行探讨。
一、相变材料的基础概念及种类相变是指物质在特定条件下，由于温度、压力等因素的改变而发生转变的过程。
相变材料是指在相变过程中可以实现储存或释放大量热量的材料。
它可以分为常规相变材料和非常规相变材料两种类型。
常规相变材料主要包括金属合金、陶瓷材料、聚合物等。
其中，金属合金是一类重要的相变材料，如镁钛合金、铱锑合金等。
这些材料的相变温度往往较高，且相变过程比较缓慢，一般应用于高温储能领域。
而陶瓷材料相变速度较快，可以应用于智能控制、电子设备等领域。
聚合物材料因具有较好的机械韧性和韧性，能够应用于制备柔性电子器件等。
非常规相变材料则包括盐类水合物、荧光气囊等。
例如，盐类水合物可以在4℃左右发生相变，可以应用于冷链物流、生物医学等领域。
二、相变材料的研究进展近年来，相变材料在研究领域中得到了广泛关注。
其重要原因在于相变材料具有独特的物理和化学特性。
首先，相变材料可以实现大幅度的热量储存。
以金属合金为例，铱锑合金的相变焓比普通材料高出数倍，可以实现高效的热量储存。
其次，相变材料的相变温度可以通过合金元素添加、微纳米结构等方法调控。
例如，一些纳米结构相变材料具有独特的量子效应，可以使相变温度降低到室温范围内。
此外，相变材料应用于制备智能材料时，可以基于其相变特性制备出多功能材料。
从应用层面上来看，相变材料具有广泛的应用前景。
例如，相变储存技术可以应用于太阳能、风能等可再生能源的储存，可以有效减少能源浪费。
相变材料的智能控制特性则可以应用于智能家居、智能建筑等领域。
此外，数量庞大的相变材料库也为开发人工智能提供了无限可能。
如：利用相变材料控制机器人的运动，减少其能量消耗和热损失，从而实现人工智能更高效、更智能、更可靠的操作。
相变材料的研究及应用
相变材料的研究及应用相变材料是一种纳米级别的特殊材料，可以在温度、压力等特定条件下发生物理结构上的相变，从而实现能量的储存和释放。
这种材料的研究和应用广泛涉及到物理、化学、材料科学等多个领域，因此备受关注。
在本文中，我们将探讨相变材料的研究和应用的最新进展及未来发展趋势。
一、相变材料概述相变材料（PCM）是一种有规律的可逆材料，它可以在特定条件下实现相变，如从固体状态变成液态状态或从液态状态变成固体状态等。
相变过程中，物质释放或吸收大量热量，可广泛应用于热管理、能源储存和转换等领域。
相变材料的分类有多种方法，其中较为常见的是基于其应用和物理状态对其进行分类，如蓄冷材料、蓄热材料、可切换镜头材料和PCM微胶囊等。
蓄冷材料主要用于空调系统，作为一种储存制冷能量的材料。
蓄热材料主要应用于太阳能热水器、地板供暖等领域，作为一种储存热能的材料。
可切换镜头材料是一种新型材料，可用于智能调光器，它在光线强度突变时，能够迅速切换从无色到有色。
PCM微胶囊则是将纳米相变材料封装在胶囊中，广泛用于热管理、温控衣等领域。
二、相变材料的研究进展相变材料的研究发展历程较为丰富，自20世纪80年代以来，研究人员陆续开发出数百种不同类型的相变材料。
早期的相变材料主要是有机化合物和无机化合物，它们有着一些缺点，如熔点低、热导率低、尺寸不稳定等，限制了它们的应用范围。
近年来，在材料科学、物理学和化学等领域的新进展，推动相变材料的发展越来越快。
其中，纳米技术的应用，不仅让相变材料的稳定性和耐用性提高，也进一步扩展了其应用范围。
另外，相变材料的成品也越来越多元化，如W-Palygorskite复合材料、TiO2/Na2SO4/SeO2复合材料等，这些都是依靠多种物化性质修饰相变材料得到的新型材料，更具有优异的性能和应用前景。
三、相变材料的应用前景相变材料的应用范围广泛，包括建筑、传热、电子、医学和环保等领域。
其中，建筑领域是相变材料应用的重要方向。
相变保温建筑材料研究和应用进展
相变保温建筑材料研究和应用进展随着全球对能源效率和可持续发展的日益，相变保温建筑材料（CWBM）成为了研究热点。
这种材料在储能和调节温度方面具有显著优势，为建筑节能提供了新的解决方案。
本文将探讨相变保温建筑材料的研究进展及其在各个领域的应用实例，并展望未来的发展趋势。
相变保温建筑材料是一种利用物质相变过程中吸收或释放大量热量的原理来调节建筑内部温度的材料。
在相变过程中，材料从固态转变为液态或从液态转变为固态，伴随着热量的吸收或释放。
这种材料的出现，可以有效解决传统保温材料导热系数高、储能能力差的问题。
近年来，相变保温建筑材料的研究取得了显著进展。
从材料种类来看，主要包括无机相变材料、有机相变材料和复合相变材料。
无机相变材料具有高储能密度、良好的热稳定性，但成本较高；有机相变材料成本较低、可塑性好，但储能密度和热稳定性较差。
针对不同材料的优缺点，研究者们正在开发高效、低成本的复合相变材料。
目前相变保温建筑材料的研究仍存在一些挑战，如相变温度范围窄、相变储能密度低、成本过高等。
为解决这些问题，未来的研究将更加注重纳米技术、先进复合材料等新型技术的引入，以改善相变保温建筑材料的性能。
相变保温建筑材料在建筑节能领域具有广泛的应用前景。
例如，在住宅和办公楼中，采用相变保温建筑材料可以显著提高建筑物的热效率，降低能源消耗。
这种材料还可以应用于城市综合体、工业建筑等领域。
在特定的领域，如数据中心、冷链物流等，相变保温建筑材料能够为能源管理和温度调控提供有效帮助。
总体来看，相变保温建筑材料的研究和应用前景广阔。
随着技术的不断进步和研究的深入，这种材料在建筑节能、可再生能源利用等领域的应用将更加成熟。
未来的研究将更加注重提高相变保温建筑材料的性能和降低成本，推动其在更广泛领域的普及和应用。
需要加强跨学科合作，促进相变保温建筑材料在产学研用方面的协同创新，为实现绿色建筑和可持续发展做出贡献。
随着能源短缺和环境污染问题的日益严重，可再生能源和节能技术的开发利用逐渐成为全球的焦点。
导热性能优越的相变材料
导热性能优越的相变材料导热性能优越的相变材料相变材料是一类具有特殊热学性质的材料，其在特定温度范围内能够发生相变现象，从而吸收或释放大量的热量。
而导热性能是描述材料传导热量的能力，导热性能优越的相变材料在热管理、储能等领域具有广阔的应用前景。
本文将深入探讨导热性能优越的相变材料的特点、应用和未来发展方向。
一、导热性能优越的相变材料的特点1. 高导热性能：导热性能优越的相变材料通常具有较高的导热系数，能够快速传导热量。
这种材料能够在相变过程中迅速吸收或释放大量热能，并将其传导到周围环境中。
相比传统的传热材料，导热性能优越的相变材料具有更高的传热速率和更低的温度梯度，因此能够更高效地实现热管理。
2. 热容量大：导热性能优越的相变材料通常具有较大的热容量，即单位质量或单位体积的材料在相变过程中可以吸收或释放的热量较多。
这种特性使得相变材料能够作为热储存材料广泛应用于太阳能集热器、储能设备等领域，实现对热能的高效利用。
3. 温度可控性：导热性能优越的相变材料在相变温度上可以实现可控调节，这为热管理系统的设计提供了更大的灵活性。
通过选择不同相变温度的相变材料，可以实现对热流量的调节和稳定控制，从而满足不同应用场景的需求。
二、导热性能优越的相变材料的应用1. 热管理领域：导热性能优越的相变材料可以应用于电子设备散热、太阳能集热器、热管等领域。
在电子设备散热中，相变材料可以吸收电子器件产生的热量，并通过传导方式将其传递到散热器中，实现对电子设备的高效冷却。
2. 热能存储领域：导热性能优越的相变材料可以应用于热能储存和回收系统中。
在太阳能集热器中，相变材料可以将太阳能转化为热能，并在需要时释放出来，实现对热能的高效存储和利用。
相变储能系统还可以应用于工业余热回收、太阳能热发电等领域。
3. 温控器件领域：导热性能优越的相变材料可以应用于温控器件中，实现对温度的精确控制。
通过与传感器和控制系统相结合，相变材料可以根据环境温度的变化自动进行相变，从而实现对温度的调节和控制。
相变储能材料的研究及应用新进展
相变储能材料的研究及应用新进展周建伟1,刘 星2(1.平原大学能源与燃料研究所,河南新乡 453000; 2.河南工业大学化学化工学院,河南郑州 450001)摘 要:综述了近年来相变储能材料的研究和应用新进展。
介绍了相变材料的种类及各类相变材料特点,并对各类相变材料的性能、储能机理和优缺点进行了讨论;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;储能;太阳能;应用中图分类号:T Q050.43 文献标识码:A 文章编号:1003-3467(2007)10-0007-04New Progress on Research and Appli ca ti onof Pha se Change Energy Storage M a ter i a lsZHO U J i a n-we i1,L I U X i n g2(1.I nstitute of Fuel&Energy,Pingyuan University,Xinxiang 453000,China;2.I nstitute of Che m2 istry and Che m ical Engineering,Henan University of Technol ogy,Zhengzhou 450001,China) Abstract:Ne w p r ogress on research and app licati on of phase change energy st orage materials in recent years are su mmarized.The s pecies and characteristics of phase change materials are intr oduced,and the perf or mance,energy st orage mechanis m,merits and faults of all kinds of phase change materials are dis2 cussed.The app licati on of the phase change materials in the fields of s olar energy utilizati on and building energy saving is stated,and the devel opment trend and the app licati on p r os pect of the phase change ma2 terials are p r os pected.Key words:phase change material;energy st orage;s olar energy;app licati on 物质的相变过程一般是一个等温过程,相变过程中伴随有大量的能量吸收或释放,这部分能量称为相变潜热。
高温超导材料及其应用研究进展
高温超导材料及其应用研究进展一、前言高温超导材料是指在较高温度下出现超导现象的材料，其发现是人类材料科学研究史上的一次重大突破。
高温超导材料具有广泛的应用前景，例如医学、航空航天、电力等领域，因此受到了学术界和工业界的广泛关注。
本文将介绍高温超导材料的基本概念、研究进展和应用前景。
二、高温超导材料的基本概念超导是指在超导材料中电阻消失的现象，即在某些材料中，当温度低于其临界温度时，电流可以在材料内部自由流动而不受到阻碍，同时磁场也会被排斥出材料内部。
高温超导是指在相对较高的温度下出现这种现象，通常是指在液氮温度以下 (77 K) 的材料中出现超导现象。
高温超导材料的发现是在1986年由苏黎世大学的K. Alex Müller和J. Georg Bednorz研究小组发现，他们发现了一种氧化铜化合物（LaBaCuO），在-234℃时表现出了超导现象。
三、高温超导材料的研究进展1. 普通氧化物系超导材料普通氧化物系超导材料主要包括La-Ba-Cu-O系列和Y-Ba-Cu-O系列材料，这些材料对于理解超导机制和超导材料的物理性质具有重要意义。
该领域的研究主要集中在提高材料的超导性能、探讨材料的电子结构和相变机制等方面。
2. 铁基高温超导材料铁基高温超导材料是指在含Fe的带状或层状氧化物中发现了超导现象。
铁基高温超导材料的出现使高温超导领域从传统的氧化物系列材料向铁基材料拓展。
3. 金属基高温超导材料金属基高温超导材料是指采用传统金属加工技术制备的超导材料。
这些材料热稳定性好、制备工艺相对简单、成本较低，因此被广泛应用于实际生产。
四、高温超导材料的应用前景1. 医学高温超导技术可用于制备MRI（磁共振成像）扫描仪中的超导磁体，这些磁体对于诊断疾病和进行治疗都具有重要意义，如MRI诊断肿瘤、脑部疾病、骨折等。
2. 航空航天高温超导技术可用于制备高性能飞行控制系统，例如超导发电机、超导电动机、超导变压器等。
相变材料的研究进展及其在建筑领域的应用综述
相变材料的研究进展及其在建筑领域的应用综述内容提示：相变材料是相变物质与传统建筑材料复合而成的一种新型储能建筑材料,本文对相变材料的概念、相变材料的分类、相变材料的筛选和改进、相变材料的制备方法以及封装方法进行了阐述,同时论述了相变材料在建筑领域的应用,并提出了相变材料应用于建筑领域的发展方向。
延伸阅读：建筑材料建筑节能相变材料能源是人类社会生存和发展的血液,在电力供电引起的能源和环境危机越来越被人们关注的情况下,如何开发出新的绿色能源以及提高能源的利用率显得越发重要。
（参考《》）现阶段,人们关心比较多的新能源是太阳能,但是太阳能利用和废热回收存在时间和空间上的不匹配的问题。
相变储能材料可以从环境中吸收能量和向环境释放能量,较好地解决了能量供求在时间和空间上不匹配的矛盾,有效地提高了能量的利用率。
同时相变储能材料在相变过程中温度基本上保持恒定,能够用于调控周围环境的温度,并且能重复使用[1]。
相变储能材料的这些特性使得其在电力移峰填谷、工业与民用建筑和空调的节能、纺织品以及军事等领域有着广泛的应用前景。
1相变材料的研究进展1middot;1相变材料的分类相变材料是可将一定形式的能量在高于其相变温度时储存起来,而在低于其相变温度时释放出来加以利用的储能材料。
它主要由主储热剂、相变点调整剂、防过热剂、防相分离剂、相变促进剂等组分组成[2]。
相变材料种类很多,从所储能量的特点看,分为储热材料和储冷材料两类[2]。
从储能材料储能的方式看,可分为显热储能、潜热储能和化学反应储能3类[3]。
其中,潜热储能是利用相变材料的相变潜热来储热,储能密度大,储热装置简单、体积小,而且储热过程中储热材料近似恒温,可以较容易地实现室温的定温控制,特别适用于建筑保温节能领域[4]。
从蓄热的温度范围看,可分为高温、中温和低温3类。
高温相变材料主要是一些熔融盐、金属合金;中温相变材料主要是一些水合盐、有机物和高分子材料;低温相变材料主要是冰和水凝胶[5]。
热水器用相变储热材料的研究进展
CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS 2017年第36卷第1期·268·化工进展热水器用相变储热材料的研究进展邹得球，詹建，李乐园，马先锋，朱颖颖（宁波大学海运学院，浙江宁波 315211）摘要：相变材料（phase change material，PCM）具有较高的潜热值，储热密度大，且能近似等温的储、放热，可提高系统的稳定性和效率。
本文针对热水器的应用背景，阐述了相变储热材料的遴选原则，分析了热水器用有机类、无机类相变储热材料的特点及性能，介绍了有机类相变储热材料强化换热的方法及无机类相变储热材料克服过冷及相分离的方法。
在此基础上，重点分析了相变储热材料在太阳能热水器和热泵热水器中的应用情况，最后指出了相变材料在热水器中的合理布置中存在的问题，提出未来在相变储热材料的性能优化、相变材料与热水器的结合形式优化、太阳能热水器与热泵热水器的有效组合方面需要进一步探索。
关键词：太阳能；热泵；热水器；相变材料中图分类号：TB34 文献标志码：A 文章编号：1000–6613（2017）01–0268–06DOI：10.16085/j.issn.1000-6613.2017.01.033Research progress of phase change thermal energy storage materials inwater heaterZOU Deqiu，ZHAN Jian，LI Leyuan，MA Xianfeng，ZHU Yingying（Faculty of Maritime and Transportation，Ningbo University，Ningbo 315211，Zhejiang，China）Abstract：Phase change materials have high latent heat and high heat storage density. Due to the very slight temperature change when phase change occurs，they can improve the system operation efficiency.Based on their applications in water heater，the selection principles of phase change materials were summarized，and the characteristics of organic and inorganic phase change materials were reviewed.The methods to improve heat transfer of organic material，and to solve the phase separation and supercooling of the inorganic material were also introduced. Analysis was emphasized on their application in solar water heater and heat pump water heater. Finally，the arrangement problem using phase change materials in water heater was pointed out. The optimization of phase change materials properties，the way of applying phase change material into water heater，and the effective combination of solar water heater and heat pump water heater should be further studied in the future.Key words：solar energy；heat pump；water heater；phase change material（PCM）随着节能意识的提高和环境问题的日益突出，节能型热水器是未来的发展方向。
相变材料的应用及研究进展
相变材料的应用及研究进展近年来，相变材料作为一种新型的功能性材料，在各个领域的应用越来越广泛，引起了人们的关注和研究。
相变材料具有独特的物理和化学性质，具有从一种物理状态到另一种物理状态转变的能力。
本文将介绍相变材料的基本概念，讨论其在能源、环保和信息技术等领域的应用及研究进展。
一、相变材料的概念相变材料是指具有相变能力的材料。
它是指在确定的条件下，由于外界引入或自身内部物理和化学因素的作用，物质在热力学上发生相变的现象，这种现象是由于物质的内部状态发生变化而产生的。
相变材料广泛应用于热管理和储能系统、传感器和数据存储系统等领域。
二、相变材料在能源领域的应用由于相变材料在物理状态转变时，会吸收或释放大量的能量，因此它在热管理和储能系统中具有广泛的应用。
相变材料可以作为热容器来调节室温，从而降低空调的使用频率，节省能源。
同时，相变材料也可以储存热量，使得它可以在夜间或低峰期释放热量，减少能源的浪费。
相变材料还可以用于太阳能电池板的制造。
由于太阳能电池板的功率与温度有关，因此使用相变材料来维持太阳能电池板的温度，可以显著提高太阳能电池板的效率。
此外，相变材料也可以作为蓄热媒介，使得太阳能的热能可以被储存起来，起到节能的作用。
三、相变材料在环保领域的应用相变材料在环保领域的应用主要体现在节能和减少碳排放方面。
相变材料可以用于制造环保电器，如低功率的电风扇、电热水器等。
由于相变材料可以吸收和释放热量，可以减少这些电器的能耗，从而减少碳排放。
相变材料还可以用于制造隔热材料，如隔热管和保温材料等。
相变材料可以在温度升高时吸收热量，并在温度下降时释放热量，从而可以起到很好的保温作用。
此外，相变材料还可以制造节能材料，如保温窗户、开合门等，可以减少能耗和碳排放。
四、相变材料在信息技术领域的应用相变材料可以用于制造光盘、闪存等数据存储设备，以满足人们对数据存储量的需求。
相变材料的基本原理是利用相变的能量来实现数据存储。
高温与低温环境下材料性能研究与应用探索
高温与低温环境下材料性能研究与应用探索概述：材料的性能在不同环境温度下会发生明显的变化。
高温和低温环境对材料的物理、化学以及力学性能产生显著影响。
因此，研究和应用材料在不同温度下的性能变化具有重要意义。
本文旨在探讨高温和低温环境下材料性能的研究进展，并探索其在实际应用中的潜力。
一、高温环境下材料性能研究与应用探索1. 高温对材料物理性能的影响高温环境下，材料的物理性能会发生明显变化。
例如，材料的膨胀系数会增大，导致材料的尺寸膨胀，容易出现热膨胀失控的问题。
此外，高温还会导致材料的电导率和热导率增大，对电子器件和热管理系统造成影响。
因此，研究高温环境下材料的物理性能变化对于开发适应高温工作环境的材料具有重要意义。
2. 高温对材料化学性能的影响高温环境会导致材料的化学性能发生变化。
例如，高温会促使材料发生氧化反应，导致材料表面形成氧化层，使材料的化学稳定性下降。
此外，高温还会引起材料的腐蚀、熔化以及相变等现象。
因此，研究高温环境下材料的化学性能变化对于提高材料的耐高温性能具有重要意义。
3. 高温材料的应用探索高温材料在航空航天、能源与化工等领域具有重要应用。
例如，钛合金在航空航天领域应用广泛，由于其具有良好的高温性能，能够承受高温环境下的工作要求。
另外，超高温陶瓷材料也被广泛应用于高温熔融炉等工业设备中。
因此，探索高温材料的应用潜力对于提升相关行业的技术水平具有重要意义。
二、低温环境下材料性能研究与应用探索1. 低温对材料物理性能的影响低温环境下，材料的物理性能也会发生明显变化。
例如，低温会导致材料的脆性增加，易于发生断裂，因此需要选用抗低温脆性的材料。
此外，低温还会降低材料的电导率和热导率，对电子设备和热管理系统造成影响。
因此，研究低温环境下材料的物理性能变化对于开发适应低温工作环境的材料具有重要意义。
2. 低温对材料化学性能的影响低温环境会导致材料的化学性能发生变化。
例如，低温会降低材料的反应速率，使得化学反应变得缓慢。
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。
相变储热材料的种类、应用及展望
3、航空航天领域：PCM在航空航天领域的应用主要是通过将PCM与航天器结 构材料结合，实现对航天器温度的调控。例如，将PCM应用于航天器的太阳能电 池板背面，可以有效地吸收太阳能并调节航天器的温度。
4、生物医学领域：PCM在生物医学领域的应用主要是通过将PCM与生物材料 结合，实现生物材料的温度调控。例如，将PCM应用于手术缝合线中，可以有效 地控制缝合线的温度，从而减少术后感染的风险。
相变储热材料的种类
相变储热材料根据相变性质可分为三类：固态相变、液态相变和气态相变。
固态相变材料在发生相变时不会发生液态或气态的转变，而是通过晶格结构 的改变来吸收和释放热量。这种材料的主要优点是具有较高的储热密度和放热温 度，并且易于储存和运输。但是，它的缺点是加热和冷却速度较慢，需要经过长 时间的预热或冷却才能达到放热或吸热的效果。
研究方法与成果
为了研究金属相变储热材料的导热性，通常采用实验测试和数值模拟等方法。 实验测试主要包括导热系数测试和热循环测试等。导热系数测试主要采用稳态法 和非稳态法进行测量，其中稳态法具有测量准确度高、测量时间较长等特点，而 非稳态法则具有测量时间短、适用于样品尺寸较小等特点。热循环测试则是在不 同的温度条件下对金属相变储热材料进行多次加热和冷却循环，观察其储热和放 热过程中导热性能的变化。
结论与展望
本次演示对金属相变储热材料的导热性进行了研究进展的综述。通过对当前 研究现状的分析，发现烧结法和喷雾干燥法制备的金属相变储热材料具有较高的 导热系数，而熔融-凝固法制备的金属相变储热材料则存在成分偏析和晶体生长 等问题导致导热性能下降。在应用方面，金属相变储热材料主要应用于能源储存 和利用、太阳能热利用、航空航天等领域。
这三种方法各有优劣，理论研究可以揭示材料的内在规律，但需要大量的实 验验证；实验研究可以观察材料的实际性能，但需要耗费大量的人力和物力；数 值模拟可以在一定程度上预测材料的性能，但需要准确的物理模型和数学描述。 因此，在实际研究中，通常需要结合多种方法进行综合研究。
5℃左右的相变材料
5℃左右的相变材料
摘要：
1.相变材料的概念和特性
2.5℃左右的相变材料的应用领域
3.5℃左右的相变材料的优势和潜在问题
4.我国在5℃左右的相变材料研究方面的发展
正文：
相变材料是一种在温度变化时会发生相变的智能材料，即在固态和液态之间转换。
这种材料在工业、建筑、生物医学等多个领域具有广泛的应用前景。
其中，5℃左右的相变材料由于其独特的温度特性，使其在某些特定应用中具有优势。
首先，5℃左右的相变材料在建筑节能领域有很大的应用价值。
这种材料可以在夏季吸收热量，降低室内温度，而在冬季则释放热量，提高室内温度。
这样就能够实现建筑物的自我调节，减少空调等设备的能耗。
其次，5℃左右的相变材料在生物医学领域也有广泛的应用。
例如，它可以用于制作生物传感器，实现对生物体内温度的实时监测。
此外，这种材料还可以用于药物输送系统，通过温度的变化来控制药物的释放速度。
然而，5℃左右的相变材料也存在一些潜在的问题。
例如，材料的相变过程中的热应变可能会影响其在实际应用中的性能。
此外，如何保证材料在长时间使用过程中的稳定性和可靠性也是需要解决的问题。
在我国，相变材料的研究已经取得了一定的进展。
我国科研人员已经在5℃左右的相变材料的制备、性能优化等方面取得了一些成果。
但是，与国际先
进水平相比，我国在相变材料的研究方面还存在一定的差距，需要进一步加强研究和开发。
总的来说，5℃左右的相变材料具有广泛的应用前景，但在实际应用中还需要解决一些问题。
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高温相变材料的研究进展和应用摘要：随着全球性能源与环境的不断恶化，能源充分利用和新能源开发成为业界关注的重点。
相变储热是利用相变材料在其物相变化过程中从环境吸收热(冷)量或向环境释放热(冷)量，从而达到能量的储存或释放的目的，并能与新能源结合应用。
分析了高温相变材料的种类和各自特点，介绍了其在各行各业的应用情况，并对高温相变材料的未来发展进行了展望。
关键词：相变材料；储热材料；相变1引言物质相变过程是一个等温或近似等温过程，在这个过程中伴随有能量的吸收或释放。
相变储热是利用相变材料在其相变过程中，从环境吸收或释放热量，达到储能或放能的目的。
高温相变材料具有相变温度高，储热容量大，储热密度高等特点，它的使用能提高能源利用效率，有效保护环境，目前已在太阳能热利用、电力的“移峰填谷”、余热或废热的回收利用以及工业与民用建筑和空调的节能等领域得到了广泛的应用。
现阶段 ,人们关心比较多的新能源是太阳能 ,但是太阳能利用和废热回收存在时间和空间上的不匹配的问题。
相变储能材料可以从环境中吸收能量和向环境释放能量 ,较好地解决了能量供求在时间和空间上不匹配的矛盾 ,有效地提高了能量的利用率。
同时相变储能材料在相变过程中温度基本上保持恒定 ,能够用于调控周围环境的温度 ,并且能重复使用。
相变储能材料的这些特性使得其在电力“移峰填谷”、工业与民用建筑和空调的节能、纺织品以及军事等领域有着广泛的应用前景。
2相变储热技术储热方法通常有3种：显热储热、化学反应储热和潜热储热(相变储热)。
相变储热可以实现能量供应与人们需求在时间和空间达到一致的目的，又具有节能降耗的作用。
相变储热材料按相变方式一般分为4类：固—固相变、固—液相变、固—气相变及液—气相变材料圈；按相变温度范围可分为高温、中温和低温储热材料；按材料的组成成分可分为无机类和有机类(包括高分子类)储热材料。
由于固一气相变材料相变时体积变化太大，使用时需要很多的复杂装置，在实际应用中很少采用。
相变储热材料在储热、放热过程中，温度波动范围很小，材料近似恒温，故可控制温度。
其储热容量大，储热密度高，单位质量、单位体积的储热量要远远超过显热储热材料；且较之于化学反应储热，相变储热具有设备简单、体积小、设计灵活、使用方便等优势。
3高温相变储热材料3.1高温固—液相变材料固—液相变材料是指在温度高于相变点时物相由固相变为液相，吸收热量当温度下降时物相又由液相变为固相，放出热量的一类相变材料。
目前固—液相变材料主要包括结晶无机物类和有机物类2种。
无机盐高温相变材料主要为高温熔融盐、部分碱、混合盐。
高温熔融盐主要有氟化物、氯化物、硝酸盐、硫酸盐等。
它们具有较高的相变温度，从几百摄氏度至几千摄氏度，因而相变潜热较大。
例如LiH相对分子质量小而熔化热大(2 840 J／g)。
碱的比热容高，熔化热大，稳定性好，在高温下蒸气压力很低，且价格便宜，也是一种较好的中高温储能物质。
例如NaOH在287℃和318℃均有相变，比潜热达330 J／g，在美国和日本已试用于采暖和制冷工程领域。
混合盐熔化热大，熔化时体积变化小，传热较好，其最大优点是熔融温度可调，可以根据需要把不同的盐配制成相变温度从几百摄氏度至上千摄氏度的储能材料。
表1列出了部分无机盐高温相变储能材料热物性值阻。
3.2高温固—固相变材料固—固相变蓄热材料是利用材料的状态改变来蓄热、放热的材料，与固一液相变材料相比较，固一固相变蓄热材料的潜热小，但它的体积变化小、过冷程度轻、无腐蚀、热效率高、寿命长，其最大的优点是相变后不生成液相，不会发生泄漏，对容器要求不高。
具有较大技术经济潜力的高温固—固相变蓄热材料目前有无机盐类、高密度聚乙烯坷。
无机盐类材料主要是利用固体状态下不同种晶型的变化进行吸热和放热，通常它们的相变温度较高，适合于高温范围内的储能和控温，目前实际中应用的主要有层状钙钛矿、Li。
SO．、NI-hSCN、KHF2等物质。
其中，KHF2的熔化温度为196℃，熔化热为142 kJ／kg；NH,SCN从室温加热到150℃发生相变时，没有液相生成，相转变焓较高，相转变温度范围宽，过冷程度轻，稳定性好，不腐蚀，是一种很有发展前途的储能材料。
高密度聚乙烯的特点是使用寿命长、性能稳定、基本无过冷和分层现象、有较好力学性能、便于加工成形。
此类固一固相变材料，具有较好的实际应用价值，熔点通常都在125℃以上，但高密度聚乙烯在加热到100℃以上会发生软化，一般通过辐射交联或化学交联之后，其软化点可以提高到150℃以上。
3.3高温复合相变材料近年来，高温复合相变储能材料应运而生，其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以及拓展其应用范围。
因此，研制高温复合相变储能材料已成为储能材料领域的热点研究课题之一。
研究表明，在高温储热系统中，特别是储热系统工作温区较大的高温储热系统，其组合相变材料储热系统可以显著提高系统效率，减少蓄热时间，提高潜热蓄热量，而且能够维持相变过程相变速率的均匀性。
图l、图2是组合相变材料较之于单一组分的相变材料的性能比较。
其中各单一PCM的相变温度均在30~70℃之间，而各鲴合PCM接组分相变温度分为55 cc、50℃、45℃；60℃、50℃、加℃；65℃、50℃、30℃；70℃、50℃、30℃的4种组合方式。
相变温度T．=50℃的相变材料作为基准PCM，且其质量分数为图中横坐标，各组合PCM中其余2种材料的质量比为1：1。
从图1可以看到，对于4种组合PCM，在不同的基准PCM质量分数下，其相变完成时间大多数都少于单一PCM，这说明利用组合PCM可以使系统储热速率增大。
而由图2可知，在不同基准PCM质量分数下，A、B、C、D这4类组合PCM都存在最大潜热储热量，较单一PCM的潜热储热量分别提升了8．5％、15．3％、13．8％和11．7％。
相变材料研究的发展迅速，但大多数均停留在实验阶段，进行市场化和产业化的情况却比较少。
而在如今全球严峻的能源大环境下，相变材料具有的节能优势又是被社会所需要的。
因而如何将产、学、研有机的结合起来是当前应着力解决的重点问题之一。
再者，随着相变材料的优势逐渐被各能源相关领域所认同，相变材料的研究越发深入，其种类也越来越多。
但是在很多应用实践中，却还未确定1种或几种经典的(复合)相变材料及它的制备方法、匹配程度以及材料物性等，从而能在业内受到普遍认同。
这也是相变材料在实际应用中需要进一步研究和探索的。
表3列出了几种目前关注度较高的有机物相变储能材料物性参数的参考值。
4高温相变换热材料的发展和应用相变储能材料经过多年的研究已取得了巨大的进步和发展，特别是在储能相变材料的性能、选配及其热物性的测定、相图相率、晶体生长、相变传热、相变储能设计及相变储能的应用等方面取得了很大的突破。
其研究和应用涉及材料学，太阳能，空调和采暖及工业余、废热利用等领域。
4.1相变技术与太阳能利用1993年，DLR(德国航天航空研究中心)与弱w(德国太阳能及氢能研究中心)共同提出了PC胁显热储热材料／PCM混合储热方法，并发布了一些可用于级联储热的PCMOZ，证实了级联相变储热的可行性。
D．G．Karalis等四利用高聚光比的太阳能熔化铝合金进行了研究，但他们的目的不是储热，而是进行焊接。
+王永川等酬提出了运用新型组合相变储热材料结合太阳能供暖系统的方案，利用组合相变储热材料的均匀等速相和连续性。
加拿大的Concordia大学建筑研究中心啕寸太阳能蓄热建筑进行了研究。
他们用49％的丁基硬酯酸盐和48％的丁基棕榈酸盐的混合物作相变材料，采用掺混法与灰泥砂浆混合，然后再按工艺要求制备出相变墙板，并对相变墙板的熔点、凝固点、导热系数等方面进行了实验测试。
结果表明，通过此种方法制备的相变墙板比相应的普通墙板的贮热能力增加10倍。
美国Oak Ridge国家实验室圈的模拟显示，对于类似美国田纳西洲气候类型的地区，使用相变墙板能使采暖设备选型减少l，3，而对于类似丹佛气候类型的地区，使用相变墙板能使采暖设备选型减少1／2。
4.2相变技术与制冷目前，蓄冷空调工程应用较多的是水蓄能和冰蓄冷。
但是，水蓄冷是利用水的显热蓄冷，因此蓄冷装置体积庞大，冷损耗大，保温麻烦；而冰蓄冷是用冰作为蓄冷介质，由于冰的冰点低(O℃)，因此制冷机的COP低，造成能源浪费。
用相对高温相变材料作为蓄冷介质则克服了水蓄冷的蓄冷密度小和冰蓄冷的蒸发温度过低的缺点。
李晓燕等p研制一种相变温度为7．4—8．O。
C的相对高温相变材料，在小型蓄冷空调实验台上，对其在球内的固液相变传热问题进行了研究，得到了不同工况下蓄冷量和球内相界面位置随时间的变化关系，证明了该新型高温相变介质具有较好的凝固特性，为蓄冷空调系统节能、优化设计和运行管理提供了依据。
李小玲毒产观提出了一种太阳能相变蓄热空调制冷系统。
该系统避免了以往太阳能空调系统存在的不稳定性和间断性问题；太阳能相变蓄热装置具有体积小蓄热量大、放热温度均匀、便于控制等特点，适用于存储太阳能并为空调制冷系统提供加热热源。
4.3相变换热与工业窑炉为了实现工业窑炉高温烟气余热回收，以提高燃料的利用率和保护环境，将新型高温显热膳热复合相变蓄热材料作为高温窑炉蓄热燃烧系统中的蓄热材料的研究成为近年来的热点。
计算表明嗍，新型高温显热，潜热复合相变蓄热材料若用于炼铁工业中的热风炉。
可以代替温度一般低于1 000℃的蓄热室中、下部布置的耐火格子砖。
在相同的条件下，该材料的蓄热量是普通耐火格子砖的2—3倍，所以在满足相同的蓄热量和热风温度下，蓄热室体积可以减少34．7％-40．5％，高度可降低8．0—9．4 m，单座热风炉的建造费用可以降低7．7％-10．5％。
昆明理工大学王华等碌用熔浸工艺，进行了高温熔融盐相变储能材料和不同高姓能陶瓷复合的研究，成功制备出燃料工业炉用NVLhC03-Na2CO，高温相变复合材料，可用于工业高温余热的回收。
广东工业大学李爱菊等研究了高温显热，潜热储能材料有Na2SOJSi02、Na2C03-BaCO州IgO和NaN03／MgO等。
这些新型高温显热诺热复合相变储能材料作为高温窑炉蓄热燃烧系统中的蓄热材料用以代替格子砖，可以提高燃料的利用率，实现保护环境的目的。
5结束语相变材料是相变换热技术的核心。
高温相变储能材料的种类较多，但是性能良好、能用于实际生产的材料却很少，所以开发新型的高温相变材料是今后发展的重点。
高温相变材料目前还存在着诸多问题，如固一固相变材料的升华和热传导性能差的问题，潜热型相变材料共同存在的材料泄漏和体积膨胀问题等。
这些问题制约了其在实际中的应用。
复合相变材料能有效的解决上述问题，因而复合相变储能材料的制备方法、匹配性选择、材料储能性能的研究水平，是能否将高温相变材料推向产业化的关键。