硫系化合物相變材料

硫系化合物相變材料，至少含有一種硫系元素的合金材料。大多由元素周期表中第13-第16族的一些半導體元素構成。主要分二元、三元、四元、五元合金四大類。二元合金主要有：鍺碲和銻碲；三元合金主要有鍺銻碲和硅銻碲等；四元合金主要包括氮或氧摻雜的鍺銻碲和銀銦銻碲等；五元合金僅有鍺或釩摻雜的銀銦銻碲等幾種。

相關陽離子：硫酸氫鋇、硫酸氫鈉、硫酸氫鉀、硫酸氫銨相關陰離子：亞硫酸氫鈣、硫酸鈣、亞硫酸鈣、硫化鈣

相變材料概述

相變材料可分為有機（Organic）和無機(Inorganic) 相變材料。亦可分為水合鹽（Hydrated Salts）相變材料和蠟質(Paraffin Wax)相變材料。

我們最常見的相變材料非水莫屬了，當溫度低至0°C 時，水由液態(tài)變?yōu)楣虘B(tài)（結冰）。當溫度高于0°C時水由固態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)（溶解）。在結冰過程中吸入并儲存了大量的冷能量，而在溶解過程中吸收大量的熱能量。冰的數量（體積）越大，溶解過程需要的時間越長。這是相變材料的一個最典型的例子。

相變材料應用于電采暖行業(yè)，是傳統(tǒng)電采暖邁向節(jié)能電采暖的革命性轉變，相變熱電暖器就是其中代表產品，相對傳統(tǒng)電暖器可節(jié)能60%-70%。

從以上的例子可看出，相變材料實際上可作為能量存儲器。這種特性在節(jié)能，溫度控制等領域有著極大的意義。因此，相變材料及其應用成為廣泛的研究課題。

有機相變材料和無機相變材料的最大區(qū)別在于運用到建筑材料等方面耐久性和防火性的差異，后者多優(yōu)于前者。

相變材料蓄熱機理與特點

相變材料具有在一定溫度范圍內改變其物理狀態(tài)的能力。以固－液相變?yōu)槔诩訜岬饺刍瘻囟葧r，就產生從固態(tài)到液態(tài)的相變，熔化的過程中，相變材料吸收并儲存大量的潛熱；當相變材料冷卻時，儲存的熱量在一定的溫度范圍內要散發(fā)到環(huán)境中去，進行從液態(tài)到固態(tài)的逆相變。在這兩種相變過程中，所儲存或釋放的能量稱為相變潛熱。物理狀態(tài)發(fā)生變化時，材料自身的溫度在相變完成前幾乎維持不變，形成一個寬的溫度平臺，雖然溫度不變，但吸收或釋放的潛熱卻相當大。

相變材料的分類相變材料主要包括無機PCM、有機PCM和復合PCM三類。其中，無機類PCM主要有結晶水合鹽類、熔融鹽類、金屬或合金類等；有機類PCM主要包括石蠟、醋酸和其他有機物；復合相變儲熱材料的應運而生，它既能有效克服單一的無機物或有機物相變儲熱材料存在的缺點，又可以改善相變材料的應用效果以及拓展其應用范圍。因此，研制復合相變儲熱材料已成為儲熱材料領域的熱點研究課題。但是混合相變材料也可能會帶來相變潛熱下降，或在長期的相變過程中容易變性等缺點。

相變材料什么是相變

物質從一種相轉變?yōu)榱硪环N相的過程。物質系統(tǒng)中物理、化學性質完全相同，與其他部分具有明顯分界面的均勻部分稱為相。與固、液、氣三態(tài)對應，物質有固相、液相、氣相。

一級相變

在發(fā)生相變時，有體積的變化同時有熱量的吸收或釋放，這類相變即稱為“一級相變”。例如，在1個大氣壓0℃的情況下，1千克質量的冰轉變成同溫度的水，要吸收79.6千卡的熱量，與此同時體積亦收縮。所以，冰與水之間的轉換屬一級相變。

二級相變

在發(fā)生相變時，體積不變化的情況下，也不伴隨熱量的吸收和釋放，只是熱容量、熱膨脹系數和等溫壓縮系數等的物理量發(fā)生變化，這一類變化稱為二級相變。正常液態(tài)氦（氦Ⅰ）與超流氦（氦Ⅱ）之間的轉變，正常導體與超導體之間的轉變，順磁體與鐵磁體之間的轉變，合金的有序態(tài)與無序態(tài)之間的轉變等都是典型的二級相變的例子。

硫系玻璃作為紅外透鏡材料具有獨特的優(yōu)勢。硫系玻璃的加工效率高，可以精密模壓，比金剛石車削提高10倍以上，原料成本是鍺單晶的1/3。在溫度適應上，鍺單晶比較“嬌氣”，溫度變化一大，圖像不穩(wěn)定。而硫系玻璃可以無壓力地面對零下40 攝氏度至零上70攝氏度 這樣110 度的溫差。

中文名稱

硫系玻璃

英文名稱

chalcogenide glass

定　　義

以硫化物、硒化物、銻化物為主要成分的玻璃。包括含有氧化物的硫系化合物玻璃。

應用學科

材料科學技術（一級學科），無機非金屬材料（二級學科），玻璃（三級學科）