无机相变储能材料
无机相变材料
无机相变材料无机相变材料是一种具有特殊相变特性的材料，它可以在特定条件下从一个相转变为另一个相，这种相变通常伴随着物理性质的显著变化。
无机相变材料在许多领域都有着重要的应用，比如智能材料、能量存储、传感器等。
本文将对无机相变材料的基本概念、分类、性能及应用进行介绍。
无机相变材料可以根据其相变类型分为两大类，一是固态相变材料，二是液态相变材料。
固态相变材料的相变类型包括固-固相变和固-液相变，而液态相变材料则是指液-气相变。
固态相变材料的典型代表是铁素体-奥氏体相变材料，它具有磁性和形状记忆效应，广泛应用于智能材料领域；而液态相变材料中，常见的是利用气液相变原理制备的温度传感器和温控开关。
无机相变材料的性能主要包括相变温度、相变焓、热容等。
相变温度是指材料发生相变的温度，是衡量材料相变特性的重要参数；相变焓则是指材料在相变过程中吸收或释放的热量，它直接影响着材料的能量存储和释放能力；而热容则是指材料在相变过程中的热容量，它决定了材料在相变时的温度响应速度。
这些性能参数的不同组合，使得无机相变材料具有多样化的应用潜力。
在智能材料领域，无机相变材料被广泛应用于温度控制、形状记忆合金等方面。
通过调控其相变温度和相变焓，可以实现对温度的精准控制，满足不同场合的需求；而形状记忆合金则可以利用其固-固相变特性，实现对形状的记忆和恢复，被应用于医疗器械、航空航天等领域。
此外，无机相变材料还可以作为储能材料，利用其相变焓高的特性，实现能量的高密度存储和释放，为可再生能源的发展提供了新的可能。
在能量存储领域，无机相变材料也展现出了巨大的应用潜力。
相对于传统的电池或超级电容器，利用相变材料进行能量存储可以实现更高的能量密度和更快的充放电速度。
同时，相变材料还可以通过调控其相变温度和相变焓，实现对储能系统的温度控制和能量输出的精准调节，为微型能源装置的发展提供了新的思路。
总的来说，无机相变材料具有广泛的应用前景和重要的科学研究价值。
无机相变材料
无机相变材料无机相变材料是近年来新兴的一类材料，具有广泛的应用潜力。
相变材料是指在温度、压力或其他外界条件改变下，从一种晶体结构转变为另一种晶体结构的材料。
无机相变材料广泛应用于储能、传感器、存储器和智能材料等领域。
首先，无机相变材料在储能领域具有重要的应用。
传统的电池储能方式主要是将电能转化为化学能来储存，并通过反应来释放。
而无机相变材料可以通过相变来存储和释放能量，具有更高的能量密度和较长的循环寿命。
相变材料储能系统具有储能密度大、体积小、安全性高等优点，可以广泛应用于太阳能储能、风能储能和电动汽车等领域。
其次，无机相变材料在传感器领域也有重要的应用。
相变材料的相变过程会伴随着温度和压力的变化，这使得相变材料可以被用作传感器的敏感元件。
相变材料传感器可以通过相变过程的温度和压力的变化来实现信息的转换和传递，广泛应用于温度、压力、湿度等传感器领域。
相变材料传感器具有响应速度快、灵敏度高、可靠性好等优点，可以有效地提高传感器的性能和精度。
再次，无机相变材料在存储器领域也有广泛的应用。
相比传统存储器，相变存储器具有更高的密度、更快的速度和更低的功耗。
相变存储器的工作原理是利用相变材料在高温和低温之间的相变来改变其电阻性质，实现信息的存储和读取。
相变存储器具有擦写速度快、存储密度高、读写可靠性好等优点，可以广泛应用于计算机内存、闪存等领域。
最后，无机相变材料还可以用于智能材料的制备。
相变材料的相变过程具有可控性和可逆性，可以通过调节温度、压力或其他外界条件来控制相变的过程和速度。
基于无机相变材料制备的智能材料可以实现形状记忆、变色、自愈合等功能，具有广阔的应用前景。
智能材料可以应用于自动控制、智能结构和柔性电子等领域，为人们的生活带来便利和舒适。
总之，无机相变材料是一种具有广泛应用潜力的新型材料。
在储能、传感器、存储器和智能材料等领域都有重要的应用价值。
随着科学技术的不断发展，相信无机相变材料会在更多领域发挥作用，为人类的生活和科学研究带来更加丰富的可能性。
相变储能材料
相变储能材料
相变储能材料是一种能够通过相变过程来储存和释放能量的材料。
相变储能技术已经在太阳能热发电、节能建筑、热管理系统等领域得到了广泛应用，因此对于相变储能材料的研究和开发具有重要意义。
首先，相变储能材料具有高储能密度。
相变储能材料通过固液相变或液气相变过程来吸收或释放能量，其储能密度远高于传统储能材料，可以在相对较小的体积内储存大量的能量，这使得相变储能技术在空间受限的场合具有明显的优势。
其次，相变储能材料具有良好的循环稳定性。
相变储能材料在能量储存和释放过程中可以进行多次相变，而且其相变过程不会导致材料结构的破坏，因此具有较好的循环稳定性，可以实现长期稳定的能量储存和释放。
再次，相变储能材料具有快速的响应速度。
相变储能材料在吸收或释放能量时具有较快的相变速度，可以在短时间内完成能量的储存或释放，因此可以满足对能量响应速度要求较高的应用场合的需求。
此外，相变储能材料具有良好的环境友好性。
相变储能材料大多采用无机盐、有机物质等作为相变媒质，这些材料在相变过程中不会产生有害物质，因此具有较好的环境友好性，可以满足绿色能源和环保建筑等领域对材料环境友好性的要求。
综上所述，相变储能材料具有高储能密度、良好的循环稳定性、快速的响应速度和良好的环境友好性等优点，因此在能源储存和节能领域具有广阔的应用前景。
未来，随着相变储能材料技术的不断进步和完善，相信其在新能源领域将发挥越来越重要的作用。
浅谈相变储能在建筑材料的应用
浅谈相变储能在建筑材料的应用摘要：本文介绍相变储能建筑材料的理论基础，相变蓄热材料的分类，相变储能建筑材料研究现状及相变储能建筑材料应用前景。
关键词：相变储能材料建筑材料储能复合相变材料一、相变储能建筑材料理论基础相变储能材料的英文全称为Phase Change Materials，简称为PCM。
相变储能材料是指在一定的温度范围内，利用材料本身相态或结构变化，向环境自动吸收或释放潜热，从而达到调控环境温度的一类物质。
具体相变过程为：当环境温度高于相变温度时，材料吸收并储存热量，以降低环境温度；当环境温度低于相变温度时，材料释放储存的热量，以提高环境温度。
利用相变材料的相变潜热来实现能量的贮存和利用，可用于开发环保节能型复合材料。
通过将相变材料与建筑材料基体复合，可以制成相变储能建筑材料。
它是一种热功能复合材料，能够将能量以相变潜热的形式进行贮存，实现能量在不同时空位置之间的转换。
二、相变蓄热材料的分类相变储蓄材料分：低温相变储蓄材料、中温相变储蓄材料及高温相变储蓄材料。
1.低温相变蓄热材料低温相变储热材料又分为以下几类：（1）无机相变材料无机相变材料主要包括结晶水合盐、熔融盐、金属或合金。
结晶水合盐通常是中、低温相变蓄能材料中重要的一类,具有价格便宜,体积蓄热密度大,熔解热大,熔点固定,热导率比有机相变材料大,一般呈中性等优点。
（2）有机相变材料有机相变材料主要包括石蜡,脂肪酸及其他种类。
石蜡主要由不同长短的直链烷烃混合而成。
脂肪酸的性能特点与石蜡相似,大部分的脂肪酸都可以从动植物中提取,其原料具有可再生和环保的特点,是近年来研究的热点。
其他还有有机类的固-固相变材料,如高密度聚乙烯,多元醇等。
（3）复合相变材料材料的复合化可将各种材料的优点集合在一起,制备复合相变材料是潜热蓄热材料的一种必然的发展趋势。
（4）复合材料的支撑体目前,国内外学者研制的支撑材料主要有膨胀石墨、陶瓷、膨润土、微胶囊等。
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。
化学成分pcm
化学成分pcmPCM是指相变材料（Phase Change Material），它是一种能够在特定温度范围内实现相变的物质。
相变包括固态到液态的熔化和液态到固态的凝固，PCM正是通过这种相变过程来实现储能和释放能量的功能。
PCM的化学成分多种多样，常见的有有机相变材料和无机相变材料。
有机相变材料主要包括蜡类和聚合物，如蜡烃类、聚乙烯醇等。
无机相变材料则主要有硅酸盐和金属氧化物，如硅酸盐酸钙、硅酸盐酸钠等。
相较于传统的热储能材料，PCM具有许多独特的优势。
首先，PCM 在相变过程中能够吸收或释放大量的潜热，使得能量密度更高。
其次，PCM具有良好的热稳定性和化学稳定性，可以循环使用。
此外，PCM的相变温度范围广，可以根据需要选择合适的材料。
因此，PCM被广泛应用于建筑、电子、能源等领域。
在建筑领域，PCM常用于调节室内温度。
在夏季，PCM吸收室内过剩的热量，实现降温；而在冬季，PCM释放储存的热能，提供额外的供暖。
这种被动调节的方式不仅能够节约能源，还可以提高室内舒适度。
在电子领域，PCM被应用于电子芯片的散热。
由于电子设备在工作过程中会产生大量的热量，而PCM能够吸收和释放热量，因此可以在短时间内迅速散热，保护电子设备的稳定运行。
在能源领域，PCM被用于储能系统。
通过充放电过程，PCM可以吸收和释放热能，实现能量的储存和转换。
这种储能系统可以应用于太阳能和风能等可再生能源的利用，提高能源利用效率。
PCM作为一种具有相变特性的材料，在各个领域都有广泛的应用前景。
通过合理选择化学成分和设计合适的应用系统，PCM可以为人类的生活和工作带来更多的便利和舒适。
相信随着科技的发展，PCM的应用将会越来越广泛，为人类创造更加美好的未来。
无机相变储热材料
无机相变储热材料的探究赵程程武汉大学化学与分子科学学院 2010级化类一班摘要：介绍Na2SO4·10H20用作相变材料的储能特性，综述了针对Na2SO4·10H20过冷和相分离现象的解决方法以及Na2S04·lOH20某些共晶盐的研究。
关键词：相变材料、十水硫酸钠、共晶盐、过冷相分离引言：Na2S04·10H20是一种典型的无机水合盐相变储能材料。
它属于低温储热材料，有较高的潜热(254kJ／kg)和良好的导热性能、化学稳定性好、无毒、价格低廉，是许多化工产品的副产品，来源广，因合适的相变温度，能用于贮存太阳能、各种工业和生活废热，与其它无机盐(如NaCI)形成的低共熔盐的相变温度可控制在20～30"C范围内。
因此Na2S04·10H20以其优越的性能，成为很具吸引力的储热材料。
实验原理：1.Na2S04·10H20的相变储热循环过程为：Na2S04·10H20(S)+饱和溶液=Na2SO4·10H2O（l）2.过冷：即液相的水溶液温度降低到其凝固点以下仍不发生凝固。
这样就使释热温度发生变动。
在其储热后由结晶态变为液态时，因过冷不结晶就不能释放出所储存的潜热，而且由于过冷，液体随温度降低粘度不断增加，阻碍了分子进行定向排列运动，从而使其在过冷程度很大时形成非晶态物质，相应减小相变潜热。
3.相分离：即指结晶水合盐在使用过程中的析出现象。
当(AB·mH20)型无机盐水合物受热时，通常会转变成含有较少摩尔水的另一类型AB·pH20的无机水合盐，而AB·pH20会部分或全部溶解于剩余的水中。
加热过程中，一些盐水混合物逐渐地变成无水盐，并可全部或部分溶解于水(结晶水)。
若盐的溶解度很高，则可以全部溶解，但如果盐的溶解度不高，即使加热到熔点以上，有些盐仍处在非溶解状态，此时残留的固态盐因密度大沉到容器底部而出现固液相分离。
相变储能材料的分类和选择课件
寿命与维护
考虑相变储能材料的寿命以及维护成本，以确 保总体成本效益。
回收利用
评估相变储能材料的可回收性和再利用价值，以降低总体成本。
根据环境因素选择
环境温度
01
根据应用环境温度选择相变储能材料，以确保在高温或低温环
境下仍能正常工作。
安全性
02
考虑相变储能材料的安全性，包括无毒、不易燃等特性，以确
保使用安全。
相变储能材料的分类
根据相变类型，相变储能材料可分为固-固相变、固-液相变 和液-气相变等类型。
根据原材料，相变储能材料可分为无机类、有机类和复合类 等类型。
相变储能材料的应用领域
建筑节能
利用相变储能材料储存和调节建筑物的热量，提高建 筑物的能效和舒适度。
工业余热回收
利用相变储能材料回收工业过程中的余热，提高能源 利用效率。
研究具有长寿命的相变储能材料， 提高储能系统的稳定性和可靠性。
制备工艺的改进
低成本制备工艺
开发低成本、高效的相变储能材料制备工艺，降低生产成本，促 进大规模应用。
环保制备工艺
采用环保、可持续的制备工艺，减少对环境的负面影响。
定制艺。
应用领域的拓展
新能源储存
利用相变储能材料的特性，储存太阳能、地热能等新 能源，实现能源的有效利用。
02
相变储能材料的分类
按照化学性质分类
无机相变材料
无机相变材料主要包括结晶水合盐、熔融盐和金属等。这类材料具有较高的相变潜热和稳定性，但导热性能较 差，通常需要添加导热剂。
有机相变材料
有机相变材料主要包括石蜡、高分子化合物等。这类材料具有较低的相变潜热和较高的密度，但导热性能较好， 易于加工和循环使用。
无机相变材料
无机相变材料
无机相变材料是一类具有特殊相变性能的材料，它们在特定温度范围内能够发
生固态结构的改变，从而带来一系列独特的物理性质和应用价值。
无机相变材料在能源存储、传感器、智能材料等领域具有广泛的应用前景，因此引起了广泛的研究和开发。
首先，无机相变材料的独特性质使其在能源存储领域具有重要应用价值。
例如，钙钛矿结构的无机相变材料可以在特定温度下发生结构相变，从而实现热能的吸收和释放。
这种材料可以用于太阳能热能储存系统，通过吸收和释放热能来提高太阳能利用效率。
此外，锂离子电池中的相变材料也能够实现高能量密度的储能，提高电池的性能和循环寿命。
其次，无机相变材料在传感器领域也具有重要应用。
例如，氧化锌等无机相变
材料可以在特定温度下发生结构相变，从而改变电阻率。
这种特性使得无机相变材料可以用于温度传感器、压力传感器等各种传感器中，实现对环境参数的高灵敏度检测。
此外，相变材料的结构改变也可以引起光学性质的变化，因此在光学传感器中也具有重要应用价值。
最后，无机相变材料在智能材料领域也展现出了巨大的潜力。
通过设计合成特
定结构的无机相变材料，可以实现在外界刺激下发生结构相变，从而实现智能响应和控制。
这种材料可以用于智能温控材料、智能隐身材料等领域，为现代科技的发展提供了新的可能性。
总的来说，无机相变材料具有独特的相变性能和广泛的应用前景，对于能源存储、传感器、智能材料等领域都具有重要的意义。
随着材料科学和工程技术的不断发展，相信无机相变材料将会在未来发挥越来越重要的作用，为人类社会的进步和发展做出更大的贡献。
相变储能材料的研究及应用
相变储能材料的研究及应用随着科技的发展，科学家们不断地探索新的材料，以实现更好的性能和应用。
其中，相变储能材料备受关注。
相变储能材料因其具有的高能量密度、快速响应速度和长寿命等优点已经应用于很多领域，例如节能、环保、信息存储等。
本文将介绍相变储能材料的研究过程和应用前景，并探讨未来的发展方向。
一、相变储能材料的研究相变储能材料包括有机和无机两种类型。
其中，无机相变储能材料主要有氧化物、硫化物、氮化物、硼化物、碳化物等。
这些材料的相变点在220K至1500K之间，具有高储能密度和良好的热稳定性。
有机相变储能材料则由聚合物、柔性电路和聚合物薄膜等构成。
这些材料的相变点在240K至400K之间，具有良好的复原性和可调节性。
相比之下，无机相变储能材料具有更高的储能密度和漫长的使用寿命。
相变储能材料的研究主要集中在相变现象的探讨和储能机制的研究上。
其中，相变现象是指在温度或压力变化下物质的相态发生改变的现象。
而储能机制则是指相变储能材料吸收或释放热时，储存或释放储能的机制。
储能机制的研究有助于深入了解相变储能材料的性能，并推进材料的优化。
二、相变储能材料的应用相变储能材料在节能、环保和信息储存等领域具有广泛的应用。
以下是相变储能材料的应用情况：1.太阳热能储存：相变储能材料可以吸收太阳能并将其储存起来，然后在需要时释放储存的热能以供电力或热水使用。
2.智能窗帘：采用相变储能材料制成的智能窗帘，可以根据室内温度自动调节百叶的倾角，使室内温度保持恒定。
3.电缆保护：相变储能材料可以制成电缆保护材料，能够有效防止电缆在高温条件下出现过热现象。
4.信息存储：相变储能材料在信息存储方面也具有潜力，可用于高速数据读写、容量更大的硬盘和移动储存设备。
三、未来的发展方向相变储能材料是一个非常有前途的领域，但仍面临一些挑战。
例如，相变储能材料的热稳定性和能量密度等需要进一步提高。
目前，一些研究机构已经投入研究力量，以推进相变储能材料的性能和应用。
相变储能材料的制备与应用
相变储能材料的制备与应用相变储能材料的制备主要有两种方法：物理法和化学法。
物理法主要是通过改变材料的物理结构来实现相变储能。
例如，利用相变材料的晶体结构变化来储存和释放热能。
化学法主要是通过特定的化学反应来实现相变储能。
例如，利用一些物质在反应过程中吸热或放热来实现能量的储存和释放。
在制备过程中，选择合适的相变储能材料是关键。
常见的相变储能材料包括有机相变材料和无机相变材料。
有机相变材料主要是通过有机化合物的相变来实现储能。
例如，蜡状物质可在适当温度下由固体向液体相变，释放大量的热能。
无机相变材料主要是利用一些无机化合物或盐类的相变来实现储能。
例如，利用硝酸铵的相变过程来提供高温热源或低温冷源。
相变储能材料的应用非常广泛。
在建筑领域，相变储能材料可以用于建筑物的节能和调温降噪。
例如，在夏季，利用相变储能材料的储能特性，将热量储存起来，减少空调设备的负荷，降低能源消耗。
而在冬季，利用相变储能材料释放热量，提高室内温度。
相变储能材料还可以用于电力系统的储能。
例如，利用相变储能材料的高储能密度和快速充放电特性，将其应用于电动汽车的电池中，提高电池的能量密度和工作效率。
此外，相变储能材料还可应用于生物医学、航天航空、新能源等领域。
在生物医学领域，相变储能材料可用于体外或体内的温度控制，例如体外诊断设备的高温灭菌和体内肿瘤治疗。
在航天航空领域，相变储能材料可用于航天器的温度控制和热管理，提高系统的可靠性和性能。
在新能源领域，相变储能材料可用于太阳能和风能等新能源的储能，提高能源利用效率和可持续性。
总之，相变储能材料的制备和应用是一个多学科综合的领域，涉及材料科学、化学、工程等多个领域。
通过研究相变储能材料的制备方法和应用领域，可以开发出更加高效的能源转换和储存技术，推动可持续能源的发展和利用。
相变储能材料的性能研究
相变储能材料的性能研究一、引言相变储能材料是一种非常重要的材料，具有很高的储能密度和长寿命的特点。
相变储能材料中的相变过程可实现由热能到机械能的转换，因此可以应用于众多领域，如制冷、热泵等。
本文旨在探讨相变储能材料的性能研究，以便更多地了解这种材料。
二、相变储能材料的分类相变储能材料可分为有机相变材料和无机相变材料两种。
其中，有机相变材料可分为蜡和大环烷烃两种，无机相变材料可分为金属氢化物、复合氢化物和硅材料等。
三、相变储能材料的性能指标相变储能材料的性能主要表现在以下方面：1.储能密度：指单位体积或单位质量储存的热能。
2.相变温度：指相变材料的熔点或凝固点。
3.相变潜热：指相变时单位质量的热吸收或放出量。
4.循环寿命：相变储能材料的长寿命是实现其实际应用的前提。
四、相变储能材料的性能研究相变储能材料的性能研究是相当复杂的，需要从材料的结构、合成、制备、优化等方面考虑。
1.结构相变储能材料的结构对其性能有很大影响。
研究表明，相变材料的结构对其熔点、稳态和热导率等性能有很大的影响。
因此，研究相变材料的结构本质上是为了获取优异的储能性能。
2.合成相变储能材料的合成对储能性能也具有很大影响。
与传统材料不同的是，相变储能材料的合成需要满足微观结构、宏观形态以及相变特性等多种要求。
因此，相变材料的合成需要完全考虑这些因素以达到最优储能性能。
3.制备相变储能材料的制备也是关键因素之一。
由于相变材料的特殊性质，传统的材料制备方法无法有效地制备相变材料。
因此，研究相变材料的制备方法是提高材料储能性能的重要方法。
4.优化在相变材料的结构、合成和制备方面做出了很大的努力后，最后需要优化其储能性能以满足不同领域的需求。
优化的方式多种多样，如材料的纯化、添加不同元素、制备复合材料等。
五、相变储能材料应用随着相变储能材料的研究不断深入，其应用范围也越来越广泛。
下面介绍几种相变储能材料的应用方式：1. 热能转化和储存：使用相变储能材料储存热能，可以在需要时将其释放为热能动力或电力。
第二章相变储能材料的分类和选择
协调融解，材料应该熔化完全，以使液相和固相在组成上完全相同。
2
2 储能材料的相变形式
相变机理： 是中、低温储热相变材料中重要的一类
水在大气压力下，水沸腾其潜热约为2260 kJ/kg，
是中、低温储热相变材料中重要的一类
冰从融而化 降其低潜了热相为变材35料5 k的J/储kg热. 密度和热性能。加热（T>Tm)
2.4 相变储能材料的分类
按照相变温度的范围
高温储能材料（250 ℃以上） 中温储能材料（100～250 ℃） 低温储能材料 (100℃以下）
2.4 相变储能材料的分类
按照材料的组成成分 无机类
相变材料
有机类
结晶水合盐（如Na2SO4·10H2O) 熔融盐 其它无机类相变材料（如水）
金属（包括合金） 石蜡类
如：太阳能热储存方式
熔点，在需要的温度范围内。 由于对固－固相变研究的时间相对较短，尚有大量的未开垦的领域。
水、土壤、砂石及岩石是最为常见的显热储热材 协调融解，材料应该熔化完全，以使液相和固相在组成上完全相同。
是中、低温储热相变材料中重要的一类
料。 在夏季结束时，土壤温度可上升至80℃，而在供暖季节结束时，温度降低为40℃
实际很少利用 相变过程中气体所占体积太大
2.3 相变储能材料的定义及评价标准
1. 定义
利用某些物质在相转变过程中的吸热和放热，可以进行热 能的储存和温度调节控制，这种具有热能存储和温度调控 功能的物质称为相变材料（Phase change materials, PCMs）
不是所有物质的相变过程都可以用于储能目的，PCMs 能够 “…经受无限制次数的熔化和凝固循环，其物理与化学性质没 有变化”
2.3 相变储能材料的定义及评价标准
相变材料的相变温度
相变材料的相变温度相变材料是一种特殊的材料，其具有在一定条件下从一个相（固体，液体或气体）转变为另一个相的能力。
相变温度是指在一个给定的压力下，材料从一个相转变为另一个相的温度。
相变温度可以通过实验或计算来确定，并且会随着材料本身的性质以及外部条件的变化而变化。
1.储能相变材料：储能相变材料是指具有可逆相变过程的材料。
其常见的类型包括金属合金、有机相变材料、无机相变材料等。
储能相变材料的相变温度通常在室温附近或稍高于室温，在40°C到80°C之间。
2.磁性相变材料：磁性相变材料是指具有磁性相变性质的材料。
其可以在外部磁场的作用下发生由顺磁相向铁磁相的相变。
常见的磁性相变材料有镍、钴、铁等。
这些材料的相变温度通常在室温附近或稍高于室温。
3.压力相变材料：压力相变材料是指在外部压力的作用下发生相变的材料。
常见的压力相变材料有酒石酸钠、氮化硼等。
压力相变材料的相变温度可以通过调节外部压力来改变。
4.导电相变材料：导电相变材料是指具有电阻率从金属态到绝缘态的相变性质的材料。
导电相变材料常见的类型有锡硅合金、锡锑合金等。
这些材料的相变温度通常在室温附近或稍高于室温。
总之，相变材料的相变温度是由多种因素决定的，包括材料的性质、尺寸和外部条件等。
不同类型的相变材料具有不同的相变温度范围。
准确确定相变温度是研究和应用相变材料的首要任务之一，因为它对于相变材料的设计和应用具有关键的影响。
随着对相变材料研究的不断深入，相变温度的确定方法也不断完善，相信在未来相变材料会有更广泛的应用。
相变储能材料的研究与应用
相变储能材料的研究与应用概述相变储能材料是一种应用广泛的高科技材料，也是未来能源存储和利用的重要组成部分。
此类材料具有温度变化时能够产生大幅度的物化学反应而引起相变的特性，能够有效地储存和释放能量。
相变储能材料的研究和应用广泛涉及各个领域，如节能建筑、电力系统、智能电子产品等，将对未来人类社会的可持续发展产生深远影响。
一、相变储能材料概述相变储能材料是一种将热能或化学能转化为电力或机械运动等其他形式的高效能源转换材料。
具体来说，是基于相关相变机制的物质，当该物质从低温状态转变为高温状态时，通过吸收热能或化学能，实现相变，使物体表面温度保持在一个恒定的水平。
相变储能材料的热能吸收和释放具有超大的潜热，这使得其在能源储存和利用应用领域得到广泛的关注。
二、相变储能材料的种类目前，研究较多的相变储能材料主要包括有机相变材料、无机相变材料和复合相变材料。
1、有机相变材料有机相变材料是指使用有机化合物作为相变储能材料。
由于其具有容易获取、制备方便、生物可降解等优点，目前在工程应用中得到了广泛的关注。
最常见的有机相变材料是聚乙二醇（PEG），其分子结构与相变能量具有关系。
在不同分子量的PEG中，经过控制其配比，可以制成各种具有不同相变温度及潜热值的相变储能材料，应用在多个领域。
2、无机相变材料无机相变材料主要是指石墨烯、氧化铁等无机材料。
这些材料不能够与有机物混合，但它们具有独特的化学成分，提供了更高的相变能量密度和热导率，能够更加适用于高温环境中的能量储存和释放。
3、复合相变材料复合相变材料是将有机相变材料和无机相变材料进行复合而制成。
该类材料具有高度的定制化和可调性，在能量储存效率、热导率、稳定性和生产成本等方面具有很大优势。
三、相变储能材料的应用相变储能材料密切关联于能源储存和利用，因此在各个领域都有广泛的应用。
下面将从建筑、电力系统、智能电子产品等三个方面来介绍其应用。
1、在建筑领域中的应用相变储能材料在建筑领域中应用的主要是在该领域中需要冬季保温和夏季降温的材料，如保暖和隔热材料。
相变储能
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。
主要内容
1 2 3 4 5
相变储能材料的分类
相变储能材料制备方法
相变储能材料性能表征及测试方法
相变储能材料的应用
2.2 熔融共混法
利用相变物质和基体混合加热熔化, 再搅拌均匀，再冷 却制成组分均匀的储能材料。此种方法比较适合制备 工业和建筑用低温的定形相变材料, Indaba H等人通过 熔融共混法成功地制备出石蜡/ 高密度聚乙烯定形相变 材料。
2.3 吸附法
石膏、水泥、混凝土等建筑材料内含大量微孔，常作 为定形相变材料的载体材料。以多孔材料为基体制备 FSPCM的方法有浸泡法和混合法两种。 浸泡法是将由多孔材料制成的一定形状的物体浸泡在 液态相变材料中，通过毛细管吸附作用制得储能复合 材料。混合法是将载体材料原料与相变材料先混合再 加工成一定形状的制品。
4
3
液化天然气冷能蓄冷中
4.1 在太阳能方面的应用
太阳能是巨大的能源宝库，是解决当前能源危机和环境污染
的理想能源，但是到达地球表面的太阳辐射能量密度偏低，
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、间断性和不稳定性等特点。为了保证供热或供电装 置的稳定不问断的运行，需要利用相变储热装置，在能量富 裕时储能，在能量不足时释能。美国的管道系统公司Pipe
无机相变材料主要包括：结晶水合盐、熔融盐、金属及 其合金和氟化物等。 该类相变材料是中低温相变材料中重要的一类， 用得 较多的是碱金属和碱土金属的卤化盐、硫酸盐、磷酸 盐、硝酸盐、醋酸盐、碳酸盐等的水合物。 优 缺 点 点 过冷度大、易 有溶解热大、 产生相分离和 导热系数高、 老化变质等不 相变体积小、 利影响 体积蓄热密度 解决方法：加 大、 成核剂和增稠 价格较便宜 剂等
无机相变储热材料
无机相变储热材料的探究赵程程武汉大学化学与分子科学学院 2010级化类一班摘要：介绍Na2SO4·10H20用作相变材料的储能特性，综述了针对Na2SO4·10H20过冷和相分离现象的解决方法以及Na2S04·lOH20某些共晶盐的研究。
关键词：相变材料、十水硫酸钠、共晶盐、过冷相分离引言：Na2S04·10H20是一种典型的无机水合盐相变储能材料。
它属于低温储热材料，有较高的潜热(254kJ／kg)和良好的导热性能、化学稳定性好、无毒、价格低廉，是许多化工产品的副产品，来源广，因合适的相变温度，能用于贮存太阳能、各种工业和生活废热，与其它无机盐(如NaCI)形成的低共熔盐的相变温度可控制在20～30"C范围内。
因此Na2S04·10H20以其优越的性能，成为很具吸引力的储热材料。
实验原理：1.Na2S04·10H20的相变储热循环过程为：Na2S04·10H20(S)+饱和溶液=Na2SO4·10H2O（l）2.过冷：即液相的水溶液温度降低到其凝固点以下仍不发生凝固。
这样就使释热温度发生变动。
在其储热后由结晶态变为液态时，因过冷不结晶就不能释放出所储存的潜热，而且由于过冷，液体随温度降低粘度不断增加，阻碍了分子进行定向排列运动，从而使其在过冷程度很大时形成非晶态物质，相应减小相变潜热。
3.相分离：即指结晶水合盐在使用过程中的析出现象。
当(AB·mH20)型无机盐水合物受热时，通常会转变成含有较少摩尔水的另一类型AB·pH20的无机水合盐，而AB·pH20会部分或全部溶解于剩余的水中。
加热过程中，一些盐水混合物逐渐地变成无水盐，并可全部或部分溶解于水(结晶水)。
若盐的溶解度很高，则可以全部溶解，但如果盐的溶解度不高，即使加热到熔点以上，有些盐仍处在非溶解状态，此时残留的固态盐因密度大沉到容器底部而出现固液相分离。
无机相变材料硝酸锂
无机相变材料硝酸锂硝酸锂是一种重要的无机相变材料，具有广泛的应用前景。
这种材料在温度变化时能够经历相变，从而引发各种有趣的物理和化学性质变化。
本文将全面介绍硝酸锂的特点、制备方法、相变机制和应用领域，旨在为读者提供生动且有指导意义的知识。
首先，让我们认识一下硝酸锂的特点。
硝酸锂是一种白色晶体，可溶于水，并能吸湿。
它的最关键特点是在70摄氏度左右发生相变，成为γ-相。
这一相变过程伴随着体积的急剧膨胀，从而导致结构上的变化。
这种相变是可逆的，通过提高或降低温度，可以使硝酸锂转变为其他相。
现在让我们了解一下硝酸锂的制备方法。
硝酸锂可以通过将锂氢化合物与硝酸反应来制备。
在该反应中，锂氢化合物起到还原剂的作用，将硝酸还原为亚硝酸盐，而同时被氧化为硝酸锂。
这个方法简单、高效，适用于生产大量的硝酸锂。
接下来，我们来探讨一下硝酸锂的相变机制。
硝酸锂在相变过程中从α-相转变为γ-相。
这一相变过程涉及到结构的重组和键的形成与断裂。
研究表明，相变的速率受温度、压力和外界环境的影响。
了解这些影响因素对于控制相变过程至关重要，可以为制备具有特定性质的材料提供指导。
最后，让我们来看看硝酸锂的应用领域。
由于硝酸锂具有独特的相变性质，它在热力学、储能、催化和气体存储等领域有着广泛的应用。
例如，硝酸锂被广泛应用于热力学研究中，因为它的相变过程与熵变密切相关。
此外，硝酸锂的相变性质也使它成为一种理想的储能材料，可以用于制备高能量密度的储能装置。
综上所述，硝酸锂是一种重要的无机相变材料，具有许多特点和应用潜力。
通过深入了解硝酸锂的特点、制备方法、相变机制和应用领域，我们可以更好地利用这种材料，推动科学技术的发展。
希望本文能给读者带来全面而有指导意义的信息，促进硝酸锂相关研究的深入进行。
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无机相变储能材料水合盐Na2HPO4·12H2O微胶囊李汶卒（武汉理工大学高分子0801）摘要：微胶囊化相变材料是将微胶囊技术应用于相变材料而形成的新型技术，具有广阔的应用前景。
该文以无机盐Na2HPO4·12H2O为芯材，有机高聚物聚氨酯为壁材，以界面聚合法合成无机相变材料的微胶囊，并用红外光谱仪，透射电子显微镜（TEM），差示扫描量热仪（DSC），热重分析仪（TG）对其性能进行评价。
关键词：相变材料，微胶囊，界面聚合，十二水磷酸氢二纳，聚氨酯1.前言相变储能是利用相变材料的相变热进行能量贮存的一项新型环保节能技术。
相变材料是在其本身发生相变的过程中，吸收环境的热量，并在需要时向环境放出热量，而达到控制周围环境温度和节能的目的。
它已在制冷低温、太阳能利用、建筑节能、航空航天等领域获得广泛的应用[1-2]。
相变储能材料按照其化学组成可以分为：无机相变材料、有机相变材料和混合相变材料。
无机类中典型的是无机盐结晶水合盐类，如：Na2SO4·10H2O、CaCl2·6H2O、Na2HPO4·12H2O 等[3]。
它广泛的应用于中、低温相变储能中，具有使用范围广、导热系数大、融解热较大、贮热密度大、相变体积变化小、毒性小、价格便宜等优点。
但是，这类材料通常存在着两个问题，一是过冷现象，另一个是出现相分离[4]。
相变材料的封装方式有：容器封装、有机物插层、高聚物接枝、及微胶囊化等多种方法。
本文探讨以无机盐为芯材的微胶囊的制备。
选取低温相变材料中单位质量储热量最大的水合盐十二水磷酸氢二纳（Na2HPO4·12H2O）以为囊芯，以甲苯-2，4-二异氰酸酯与乙二醇缩聚合成聚氨酯囊壁，用界面聚合法制备Na2HPO4·12H2O微胶囊。
2．实验2.1 界面聚合方法制备水合盐Na2HPO4·12H2O微胶囊原理2.1.1 实验试剂、仪器甲苯-2，4-二异氰酸酯（TDI），化学纯；乙二醇，化学纯;正二十烷，化学纯;Span80，;氯仿，分析纯；环己烷，分析纯；二月桂酸二丁基锡。
数显搅拌器，红外光谱仪，透射电子显微镜（TEM），差示扫描量热仪（DSC），热重分析仪（TG ）。
2.1.2 界面聚合的原理、方法界面聚合法制备微胶囊化相变材料反应原理界面聚合法：利用界面缩聚反应合成高分子聚合物囊壁。
首先将囊芯、一种含双(多)功能团的单体加入溶剂制备成均匀的溶液，将其乳化分散在不相溶的溶剂中形成微小的液滴，然后滴加另一种含双(多)功能团的单体，两种单体在界面上发生缩聚反应。
反应通常在水-有机溶剂体系中进行：水溶性的单体常用二元(多元)胺、二元(多元)醇；油溶性的单体有酰氯、磺酰氯、异氰酸酯、二氯甲酸酯、环氧树脂、有机硅氧烷预聚体等，形成聚酰胺、聚磺酰胺、聚胺酯、聚脲、聚酯、环氧树脂、聚硅氧烷等[5]。
界面聚合制备微胶囊视芯材的不同性质选取不同的单体、溶剂体系。
制备无机水合盐微胶囊时，应选取水/油乳化体系，体积小的无机盐分散在有机物连续相中。
乳化剂选择Span80。
微胶囊的制备方法都着眼于实际应用，要求生产的周期短，反应速度要快，所以采用低温缩聚反应。
这类反应的油溶性单体是酰氯或异氰酸酯，水相中单体为胺或醇。
反应活性酰氯高于异氰酸酯，胺高于醇，它们在室温即发生缩聚[6]。
油相的选择：酰氯的反应产生小分子副产物HCI ，增加了产物的处理难度。
因此油相单体选择活性高的甲苯-2，4-二异氰酸酯，以氯仿为溶剂。
考虑到与水相的比重匹配，氯仿中掺加1/4体积的环己烷。
水相的选择：水溶性单体原则上可选取二元胺、二元醇等，胺的活性高于醇，但是当二元胺加入熔化的Na 2HPO 4·12H 2O 及部分水组成的溶液时，生成白色的物质，导致胺无法使用。
二元醇的活性稍低，在水中的解离度小，不与磷酸盐发生作用因此实验中反应单体采用异氰酸酯、二元醇。
此反应为加聚反应，无副产物。
Na 2HPO 4·12H 2O 固体，不能直接用于反应中，首先要将其在45℃熔化，再加入部分水、单体形成水相。
水相中的磷酸盐在45℃以下就会结晶析出，所以制备过程油相、水相的温度均保持在50℃，同时温度升高有利于乙二醇与甲苯二异氰酸醋在反应。
微胶囊的囊壁为甲苯-2，4-二异氰酸醋与乙二醇的缩合产物聚氨酯，反应式： NCO R NH C OO R O C O NH R NH C O O R O C O NH NCOR CNCO R OCN n OH R HO n ------------︒--++--+→2121221]-[50)1()1(n 异氰酸酯与乙二醇的反应没有小分子副产物生成，是其优点。
2.2.3 催化剂的作用根据文献提供的微胶囊化低温相变储能材料研究，合成空心胶囊实验中发现，反应温度为50℃，Span80为乳化剂，甲苯二异氰酸醋(l.5g)与以乙二醇(0.5g)反应3小时，得到的产物量很少，约0.3g；而加入二月桂酸二丁基锡作催化剂，相同条件下得到聚氨醋壁材约2.7g。
所以，实验要加入催化剂一滴约20-30mg[7]。
2.2.4 制备过程将Na2HPO4·12H2O及部分水、乙二醇加热熔化，形成均匀透明的溶液，在搅拌下缓慢加到含有乳化剂Span80的油相中，几分钟后在有机相形成均匀的微小液滴，再向此乳化液中滴加TDI的氯仿溶液，加入二月桂酸二丁基锡保持50℃反应3小时，得到含微胶囊的氯仿/环己烷溶液，然后转移到砂芯漏斗中过滤，以环己烷、乙醇洗涤。
流程如图：3．微胶囊的评价方法3.1.1 与制备有关的评价指标包括微胶囊的微观结构、表面形态、粒径分布、囊壁厚度、包封率、包埋效率以及微胶囊有效载量等。
结构形式，可以通过光学显微镜观察确定。
微胶囊粒子的表面和内部形态,可通过光学显微镜、扫描电子显微镜 ( SEM )、扫描隧道电子显微镜( STM )、原子力显微镜 ( AFM ) 等来观察[8]。
囊壁厚度也可通过电子显微镜观测得到，操作难度大，且需大量切片，但测定结果更准确，同时获得的信息更多。
微胶囊粒径变化范围非常宽( 1~ 300 m) ,与制备方法紧密相关，主要用激光粒度分布法、电子显微镜观察统计法、高速离心沉降法和电超声粒度分析法等进行表征[9]。
包封率指微胶囊产品中芯材的含量与制备微胶囊时初始加入的芯材含量之比。
包埋效率指微胶囊产品中被包埋的芯材含量与微胶囊产品中总的芯材含量之比，反映有多少芯材物质未被包埋而留在微胶囊产品的表面。
微胶囊有效载量指被包埋的芯材量与微胶囊产品的比例[8]。
它们已成为选择壁材和确定工艺条件的重要依据之一。
显然，只要知道微胶囊产品中芯材的含量即可得到上述3个参数。
3.1.2 与应用有关的评价指标热物性指标主要有相变温度、潜热、导热系数、比热、耐热性、热稳定性等。
相变温度和潜热是最重要的两个指标,测试仪器有差热分析仪(DTA)、差示扫描量热仪（DSC)和热重分析仪(TG)，以DSC最为常用。
典型的测试温度是0～55℃/降温速率为5～10℃/min[10]。
比热是单位质量的微胶囊温度升高1℃所吸收的热量, 它取决于壁材与芯材的组成、芯材的含量、使用温度等因素,不是一个定值,在芯材发生相变时会显著增大,多采用量热计法测定[11]。
耐热性指微胶囊在使用中可经受的最高使用温度，它既与壁材的组成及厚度有直接关系,又与芯材受热后的体积膨胀有关。
改善囊壁的耐热性、减小囊芯受热后的体积膨胀可提高微胶囊的耐热温度[8]。
热稳定性指微胶囊在工作温度下经历一定次数热循环之后各种性能的保留率，是衡量微胶囊使用寿命的指标，其表征方法是进行热循环实验。
用 DSC测定相变温度和潜热与热循环次数之间的关系，在经历一定次数热循环之后，相变温度和潜热变化越小则表明热稳定性越好。
4.结果与讨论：Na2HPO4·12H2O微胶囊表征及储热性能4.1 性能测定微胶囊结构采用红外光谱仪分析微胶囊的主要官能团的红外吸收及其变化，制样方法为KBr压片,测量波长范围为400～4000cm-1。
采用扫描电镜对微胶囊表面形态进行观察，加速电压为20kV，观察并测定胶囊的粒径并统计其分布。
微胶囊材料的相变潜热使用差示扫描量热仪进行测试，采用铟作为标准样品，试样氮气气氛中升温过程从室温升至650℃，升温速率10℃/min，Al2O3做参比[12]。
4.2 预计出现的结果与讨论4.2.1 微胶囊形貌的表征微胶囊透射电镜TEM图由图可看见出微胶囊的颗粒大小与形态、粒径分布、致密程度、表面光洁等微观结构。
预计颗粒为球形，大小不太均匀，直径在20～2000nm之间。
颗粒的结构与反应的条件以及乳化剂的用量有关。
4.2.2 微胶囊的结构表征磷酸盐微胶囊的红外表征微胶囊的红外谱图，制备条件: Na2HPO4·12H2O 7.2g，乙二醇 0.6g，TDI 2g，二月桂酸二丁基锡30mg，反应温度50℃，反应时间3h。
预计在1000～1500cm-1出现一个或多个峰，为Na2HPO4·12H2O振动峰；在1600～1800cm-1出现一个或多个峰，为异氰酸根与羟基反应后羧羰基伸缩振动吸收，说明两者之间发生了加成反应；在3000～3500新出现的N-H的伸缩振动吸收的峰。
微胶囊的TG评价预计制备的磷酸盐微胶囊的图中，磷酸盐微胶囊的TG曲线的失重有五个阶段：常温至110℃左右为水的挥发；110～190℃左右为水合磷酸盐的分解；从190℃左右开始失重，至240℃左右，320左右℃，490℃左右分别有三个失重台阶，对应于壁材聚氨酯分解。
4.2.3 微胶囊的热性能表征微胶囊的熔点、储热量的DSC评价预计制备的磷酸盐微胶囊的DSC曲线中，磷酸盐微粒的峰值为50℃左右，磷酸盐胶囊凝固放热量比熔化热小。
50℃对应于Na2HPO4·12H2O的熔化温度，因为反应的温度为50℃，水相的部分水分蒸发，导致囊芯中磷酸盐的组成发生了变化，熔化过程发生了相分离现象[13]。
出现相分离，即加热使结晶水合物变成无机盐和水时，某些盐类有部分不完全溶解于白身的结晶水，冷却时也不与结晶水结合，从而形成分层，导致溶解的不均匀性，造成储能能力逐渐下降。
解决的办法有：a.加增稠剂；b.加晶体结构改变剂；c.盛装相变材料的容器采用薄层结构；d.摇晃或者搅拌[14]。
而胶囊法用前两种方法比较合适。
4.2.4 其他可能出现的问题①过冷现象物质冷凝到“冷凝点”时并不结晶，这就促使物质不能及时发生相变，造成结晶点滞后，成核率降低。
目前主要解决办法是通过提高结晶速度的方法来解决的，目前的办法有：a.加成核剂；b.冷指法。
②乙二醇的加入量加入过量的乙二醇时，实验完毕后可能有磷酸盐晶体在烧瓶的底部析出，并且加入乙二醇的量越大析出的盐越多，这可能是醇的破乳作用所引起。