蓄熱材料

按蓄熱方式來分，蓄熱材料可以分為四類：顯熱蓄熱材料 、相變蓄熱材料、熱化學(xué)蓄熱材料和吸附蓄熱材料。

1、顯熱蓄熱材料

顯熱蓄熱材料是利用物質(zhì)本身溫度的變化過程來進(jìn)行熱量的儲(chǔ)存，由于可采用直接接觸式換熱，或者流體本身就是蓄熱介質(zhì)，因而蓄、放熱過程相對比較簡單，是早期應(yīng)用較多的蓄熱材料。在所有的蓄熱材料中顯熱蓄熱技術(shù)最為簡單也比較成熟。

顯熱蓄熱材料大部分可從自然界直接獲得，價(jià)廉易得。顯熱蓄熱材料分為液體和固體兩種類型，液體材料常見的如水，固體材料如巖石 、鵝卵石 、土壤等,其中有幾種顯熱蓄熱材料引人注目 ,如Li2O與Al2O3、TiO2等高溫?zé)Y(jié)成型的混合材料。

由于顯熱蓄熱材料是依靠蓄熱材料的溫度變化來進(jìn)行熱量貯存的 ，放熱過程不能恒溫 ，蓄熱密度小 ，造成蓄熱設(shè)備的體積龐大，蓄熱效率不高，而且與周圍環(huán)境存在溫差會(huì)造成熱量損失，熱量不能長期儲(chǔ)存，不適合長時(shí)間、大容量蓄熱，限制了顯熱蓄熱材料的進(jìn)一步發(fā)展。

2、相變蓄熱材料

相變蓄熱材料是利用物質(zhì)在相變（如凝固/熔化、凝結(jié)/汽化、固化/升華等）過程發(fā)生的相變熱來進(jìn)行熱量的儲(chǔ)存和利用。

與顯熱蓄熱材料相比 ，相變蓄熱材料蓄熱密度高,能夠通過相變在恒溫下放出大量熱量。雖然氣一液和氣一固轉(zhuǎn)變的相變潛熱值要比液一固轉(zhuǎn)變 、固一固轉(zhuǎn)變時(shí)的潛熱大，但因其在相變過程中存在容積的巨大變化，使其在工程實(shí)際應(yīng)用中會(huì)存在很大困難 。根據(jù)相變溫度高，潛熱蓄熱可分為低溫和高溫兩種，低溫潛熱蓄熱主要用于廢熱回收 、太陽能儲(chǔ)存以及供熱和空調(diào)系統(tǒng)。高溫相變蓄熱材料主要有高溫熔化鹽類 、混合鹽類 、金屬及合金等 ,主要用于航空航天等。常見的潛熱蓄熱材料有六水氯化鈣、三水醋酸鈉 、有機(jī)醇等 。

潛熱蓄熱方式具有蓄熱密度較高(一般都可以達(dá)到200kJ/kg以上)，蓄、放熱過程近似等溫，過程容易控制等優(yōu)點(diǎn)，因此相變蓄熱材料是當(dāng)今蓄熱材料研究和應(yīng)用的主流。

3、熱化學(xué)蓄熱材料

熱化學(xué)蓄熱材料多利用金屬氫化物和氨化物的可逆化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行蓄熱，在有催化劑、溫度高和遠(yuǎn)離平衡態(tài)時(shí)熱反應(yīng)速度快。國外已利用此反應(yīng)進(jìn)行太陽能貯熱發(fā)電的實(shí)驗(yàn)研究，但需重點(diǎn)考慮儲(chǔ)存容器和系統(tǒng)的嚴(yán)密性，以及生成氣體對材料的腐蝕等問題 。

熱化學(xué)蓄熱材料具有蓄熱密度高和清潔、無污染等優(yōu)點(diǎn) ，但反應(yīng)過程復(fù)雜 、技術(shù)難度高 ，而且對設(shè)備安全性要求高，一次性投資大，與實(shí)際工程應(yīng)用尚有較大距離。

4、吸附蓄熱材料

吸附是指流體相(含有一種或多種組分的氣體或液體)與具有多孔的固體顆粒相接觸時(shí) ，固體顆粒(即吸附劑)對吸附質(zhì)的吸著或持留過程。因吸附劑固體表面的非均一性，伴隨著吸附過程產(chǎn)生能量的轉(zhuǎn)化效應(yīng) ，稱為吸附熱。在吸附 脫附循環(huán)中，可通過熱量儲(chǔ)存、釋放過程來改變熱量的品位和使用時(shí)間,實(shí)現(xiàn)制冷、供熱以及蓄熱等目的。

吸附蓄熱是一種新型蓄熱技術(shù)，研究起步較晚 ，是利用吸附工質(zhì)來對吸附/解吸循環(huán)過程中伴隨發(fā)生的熱效應(yīng)進(jìn)行熱量的儲(chǔ)存和轉(zhuǎn)化。吸附蓄熱材料的蓄熱密度可高達(dá)800 ～1000kJ/kg，具有蓄熱密度高、蓄熱過程無熱量損失等優(yōu)點(diǎn)。由于吸附蓄熱材料無毒無污染，是除相變蓄熱材料以外的另一研究熱點(diǎn)，但由于吸附蓄熱材料通常為多孔材料，傳熱傳質(zhì)性能較差，而且吸附蓄熱較為復(fù)雜，是重點(diǎn)研究解決的問題。

蓄熱材料相變蓄熱材料

相變蓄熱材料具有蓄放熱過程近似等溫、過程容易控制等優(yōu)點(diǎn)是當(dāng)今蓄熱材料的研究熱點(diǎn)。1992年，法國首次研制出用于儲(chǔ)存能量的小球，把球態(tài)可變鹽襯裝在聚合物小球中，然后把小球盛裝在可變體積的容器里，蓄熱量為同樣體積水的10倍。

1998年，美國對銨礬和硝酸銨二元相變材料體系進(jìn)行了研究，并將其應(yīng)用于太陽能熱水器。我國在19世紀(jì)80年代初開始開展相變蓄熱材料的研究，早期集中于相變蓄熱材料中的無機(jī)水合鹽類。由于絕大多數(shù)無機(jī)水合鹽都具有腐蝕性,相變過程存在過冷和相分離等缺點(diǎn)，而有機(jī)物相變材料則熱導(dǎo)率低，相變過程的傳熱性能差。為了克服單一無機(jī)物或有機(jī)物相變蓄熱材料存在的缺點(diǎn)，許多研究者開始開發(fā)復(fù)合相變蓄熱材料，如Udidn等以石蠟為相變材料、阿拉伯樹脂和明膠為膠囊體材料制備出膠囊型復(fù)合無機(jī)相變材料，實(shí)驗(yàn)表明，膠囊化石蠟經(jīng)過1000次熱循環(huán)，仍能維持其結(jié)構(gòu)形狀和儲(chǔ)熱密度不變,膠囊化技術(shù)有效地解決了無機(jī)相變材料的泄漏、相分離以及腐蝕性問題。

Xavier制備出有機(jī)復(fù)合相變材料，將有機(jī)物相變蓄熱材料石蠟吸附在具有多孔結(jié)構(gòu)的膨脹石墨內(nèi)，明顯提高了蓄熱材料的熱導(dǎo)率，如純石蠟的熱導(dǎo)率僅為0.24W/m，而復(fù)合石墨后的熱導(dǎo)率提高到4一7W/m。

近年來，有機(jī)/無機(jī)納米復(fù)合材料在聚合物改性以及研制新型蓄熱材料方面得到了廣泛應(yīng)用。張正國等將有機(jī)/無機(jī)納米復(fù)合材料擴(kuò)展到蓄熱材料領(lǐng)域,提出將有機(jī)相變材料與無機(jī)物進(jìn)行納米復(fù)合的方案，制備出硬脂酸/膨潤土納米復(fù)合相變蓄熱材料，復(fù)合材料的相變潛熱值基本不變而儲(chǔ)放熱速率明顯提高，且經(jīng)1500次循環(huán)試驗(yàn)后復(fù)合相變材料仍具有很好的結(jié)構(gòu)和性能穩(wěn)定性。有機(jī)/無機(jī)復(fù)合相變蓄熱材料的制備，不僅可利用無機(jī)物的高熱導(dǎo)率來提高有機(jī)物相變蓄熱材料的導(dǎo)熱性能，而且納米復(fù)合技術(shù)將有機(jī)相變儲(chǔ)熱材料和無機(jī)載體充分結(jié)合起來，提高復(fù)合相變蓄熱材料的蓄熱密度和循環(huán)穩(wěn)定性。

蓄熱材料吸附蓄熱材料

在沸石、硅膠等多孔材料對水發(fā)生物理吸附的過程中，伴隨著大量的物理吸附熱，可以用于熱量的儲(chǔ)存和利用。Close等首先利用開式吸附床的吸附/解吸循環(huán)，以沸石為吸附材料、濕蒸汽(水)為載體實(shí)現(xiàn)了低溫?zé)醿?chǔ)存。吸附蓄熱材料克服了傳統(tǒng)蓄熱方法的缺陷，在蓄熱過程中無熱量損失，為蓄熱技術(shù)開辟了新天地。

由于分子篩作為吸附蓄熱材料時(shí)對水的吸附屬于物理吸附，吸附平衡量和吸附循環(huán)量不高，因此有研究者利用沸石分子篩規(guī)整而穩(wěn)定的孔隙結(jié)構(gòu)，把對水吸附容量比較高的氯化鈣填充進(jìn)去，從而制備出既具有高吸附蓄熱容量又具有穩(wěn)定吸附蓄熱性能的復(fù)合吸附蓄熱材料。朱冬生等以分子篩為基體，使氯化鈣填充進(jìn)人分子篩制備出吸附蓄熱復(fù)合材料，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)復(fù)一合吸附劑的最大吸附量可達(dá)0. 55 kg/kg，，用于蓄熱時(shí)其蓄熱密度達(dá)到1000 kJ/kg以上，與顯熱蓄熱和相變潛熱蓄熱材料相比在蓄熱能力上具有明顯的優(yōu)勢。

除分子篩吸附蓄熱材料的應(yīng)用外，硅膠等其他多孔材料也被用于吸附蓄熱技術(shù)。如Aristov將CaCl₂植人中孔硅膠內(nèi)部，崔群等發(fā)現(xiàn)在復(fù)合吸附劑的制備過程中還需加入擴(kuò)孔劑以增加孔容和孔徑，才可改善復(fù)合吸附材料的吸附性能，以使其吸附量顯著提高。

在進(jìn)一步提高復(fù)合吸附蓄熱材料的蓄熱能力和循環(huán)方面，MrowierBialon用四乙氧基硅烷制成復(fù)合多孔材料，1kg該吸附劑的水蒸氣吸附量超過1kg，而且經(jīng)過50次循環(huán)實(shí)驗(yàn)，該復(fù)合吸附材料的吸附性能無明顯改變。 這種由分子篩等多孔材料和吸濕性無機(jī)鹽復(fù)合而制得的吸附蓄熱材料，一方面使無機(jī)鹽的化學(xué)吸附蓄熱循環(huán)過程發(fā)生在多孔材料的孔道內(nèi)，改善了吸附蓄熱過程的傳熱和傳質(zhì)性能;另一方面，多孔材料對吸附質(zhì)也具有吸附作用，不僅提高了復(fù)合吸附材料的總吸附量和蓄熱密度，而且物理吸附作為化學(xué)吸附的前驅(qū)態(tài)還促進(jìn)了無機(jī)鹽的化學(xué)吸附。

蓄熱材料就是一種能夠儲(chǔ)存熱能的新型化學(xué)材料。它在特定的溫度( 如相變溫度) 下發(fā)生物相變化，并伴隨著吸收或放出熱量，可用來控制周圍環(huán)境的溫度，或用以儲(chǔ)存熱能。它把熱量或冷量儲(chǔ)存起來，在需要時(shí)再把它釋放出來，從而提高了能源的利用率。

蓄熱材料的工作過程包括兩個(gè)階段：一是熱量的儲(chǔ)存階段，即把高峰期多余的動(dòng)力、 工業(yè)余熱廢熱或太陽能等通過蓄熱材料儲(chǔ)存起來；二是熱量的釋放階段，即在使用時(shí)通過蓄熱材料釋放出熱量，用于采暖、供熱等。熱量儲(chǔ)存和釋放階段循環(huán)進(jìn)行，就可以利用蓄熱材料解決熱能在時(shí)間和空間上的不協(xié)調(diào)性，達(dá)到能源高效利用和節(jié)能的目的。

近年來，蓄熱材料的應(yīng)用十分廣泛，它在紡織工業(yè)、航天領(lǐng)域、建筑工業(yè)以及空調(diào)領(lǐng)域都有較多的應(yīng)用。

蓄熱材料蓄熱材料在紡織工業(yè)中的應(yīng)用

20 世紀(jì) 70 年代末 80 年代初，美國國家航空航天局空間研究所選擇一種相變材料，利用其存儲(chǔ)和釋放潛熱的性能，將相變材料封裝入微膠囊，形成微膠囊相變材料。采用各種方式將微膠囊相變材料加入紡織品中，制成的紡織品具有溫度調(diào)節(jié)功能。它可以根據(jù)外界環(huán)境的溫度變化，為人體提供一個(gè)舒適的微氣候環(huán)境，在人體與外界環(huán)境之間，對人體體溫起到積極的調(diào)節(jié)作用。另外還可以做成運(yùn)動(dòng)服裝、滑雪服、滑雪服、手、襪類，它還可以用在理療上，調(diào)節(jié)溫度，對病人的病情起到良好的輔助治療作用。

蓄熱材料蓄熱材料在航天領(lǐng)域的應(yīng)用

高溫蓄熱技術(shù)是太陽能熱動(dòng)力發(fā)電系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)之一，通常利用蓄熱材料固液相變時(shí)的熔化潛熱來蓄熱。在軌道的日照期，聚能器將截取的太陽能聚集到吸熱器圓柱形腔內(nèi)，被吸收轉(zhuǎn)化成熱能，其中一部分熱能傳遞給循環(huán)工質(zhì)以驅(qū)動(dòng)熱機(jī)發(fā)電，其余的熱能被封裝在單元換熱管上多個(gè)小容器內(nèi)的蓄熱材料吸收儲(chǔ)存起來，此時(shí)的蓄熱材料部分或全部變?yōu)楣虘B(tài)，儲(chǔ)存的能量被釋放出來，使出口的循環(huán)工質(zhì)溫度仍能維持在循環(huán)所要求的最低峰值溫度上。保證空間站處于陰影期時(shí)熱機(jī)仍能連續(xù)工作，保證連續(xù)供電。

蓄熱材料蓄熱材料在建筑工業(yè)中的應(yīng)用

我們將相變材料加入到傳統(tǒng)建筑材料中組成相變儲(chǔ)能建筑材料，它能夠作建筑結(jié)構(gòu)材料，承受載荷; 同時(shí)相變儲(chǔ)能建筑材料又具有較大的蓄熱能力。蓄熱建筑材料具有普通建筑材料無法比擬的熱容，可提高建筑物的熱慣性，使室內(nèi)溫度變化幅度減小，提高舒適度，并減少采暖或空調(diào)設(shè)備的開停次數(shù)，從而提高設(shè)備的運(yùn)行效率并節(jié)能。而且可以有效利用電網(wǎng)低谷時(shí)期電力運(yùn)行采暖或空調(diào)設(shè)備并將熱量或冷量儲(chǔ)存在蓄熱建筑材料中，達(dá)到平衡電網(wǎng)負(fù)荷和節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用的目的。

蓄熱材料蓄熱材料在空調(diào)領(lǐng)域的應(yīng)用

蓄熱空調(diào)裝置是當(dāng)電網(wǎng)處于低峰負(fù)荷時(shí)，即在電力負(fù)荷的低谷期，在不需裝備鍋爐的條件下，通過熱泵或電熱器產(chǎn)熱，將電能轉(zhuǎn)化為熱能，利用蓄熱介質(zhì)的顯熱或潛熱特性，通過專用系統(tǒng)將熱能儲(chǔ)存在專門設(shè)置的容器內(nèi)，而在電力負(fù)荷的高峰期將熱量釋放出來，根據(jù)需要，自動(dòng)調(diào)節(jié)輸送至空調(diào)系統(tǒng)中，以滿足建筑物空調(diào)或生產(chǎn)工藝的需要。采用蓄熱空調(diào)后，在調(diào)荷避峰的情況下，雖然把大負(fù)荷的用電設(shè)備停止運(yùn)轉(zhuǎn)，也能有熱水自保

溫的容器中不斷的在中央空調(diào)的變峰量或風(fēng)機(jī)盤管等管道中循環(huán)，繼續(xù)維持空調(diào)取暖，使室內(nèi)仍保持在舒適的環(huán)境中。蓄熱空調(diào)無論對供電部門還是對用戶都會(huì)受到認(rèn)可和歡迎的。 2100433B

根據(jù)相變種類的不同

根據(jù)相變種類的不同，相變蓄熱一般分為四類:固一固相變、固一液相變、液一氣相變及固一氣相變。由于后兩種相變方式在相變過程中伴隨有大量氣體的存在，使材料體積變化較大，因此盡管它們有很大的相變熱，但在實(shí)際應(yīng)用中很少被選用，固一固相變和固一液相變是實(shí)際中采用較多的相變類型。根據(jù)材料性質(zhì)的不同，一般來說相變蓄熱材料可分為:有機(jī)類、無機(jī)類及混合類相變蓄熱材料。其中，石蠟類、脂酸類是有機(jī)類中的典型相變蓄熱材料;結(jié)晶水合鹽、熔融鹽和金屬及合金等是無機(jī)類中的典型相變蓄熱材料?；旌项愑挚煞譃?有機(jī)混合類、無機(jī)混合類及無機(jī)一有機(jī)混合類 。

根據(jù)蓄熱方式進(jìn)行分類

1、顯熱蓄熱是通過蓄熱材料的溫度的上升或下降來儲(chǔ)存熱能。這種蓄熱方式原理簡單、技術(shù)較成熟、材料來源豐富及成本低廉，因此廣泛地應(yīng)用于化工、冶金、熱動(dòng)等熱能儲(chǔ)存與轉(zhuǎn)化領(lǐng)域。常見的顯熱蓄熱介質(zhì)有水、水蒸汽、沙石等，這類材料儲(chǔ)能密度低且不適宜工作在較高溫度下。

2、潛熱蓄熱是利用相變材料發(fā)生相變時(shí)吸收或放出熱量來實(shí)現(xiàn)能量的儲(chǔ)存，具有單位質(zhì)量(體積)蓄熱量大、溫度波動(dòng)小(儲(chǔ)、放熱過程近似等溫)、化學(xué)穩(wěn)定性好和安全性好等特點(diǎn)。常見的相變過程主要有固-液、固-固相變兩種類型。固-液相變是通過相變材料的熔化過程來進(jìn)行熱量儲(chǔ)存，凝固過程來放出熱量；而固-固相變則是通過相變材料的晶體結(jié)構(gòu)發(fā)生改變或固體結(jié)構(gòu)進(jìn)行有序-無序的轉(zhuǎn)變而可逆地進(jìn)行儲(chǔ)、放熱。當(dāng)前正在考慮的潛熱蓄熱材料有：氟化物、硫酸鹽、硝酸鹽以及石蠟等有機(jī)蓄熱材料。

3、化學(xué)反應(yīng)蓄熱是利用可逆化學(xué)反應(yīng)通過熱能與化學(xué)熱的轉(zhuǎn)化來進(jìn)行儲(chǔ)能的。它在受熱或冷卻時(shí)發(fā)生可逆反應(yīng)，分別對外吸熱或放熱，這樣就可以把熱能儲(chǔ)存起來。其主要優(yōu)點(diǎn)是蓄熱量大，不需要絕緣的儲(chǔ)能罐，而且如果反應(yīng)過程能用催化劑或反應(yīng)物控制，可長期儲(chǔ)存熱量。

根據(jù)使用溫度范圍的不同

根據(jù)使用溫度范圍的不同，潛熱蓄熱材料（相變蓄熱）又可分為分為高、中、低溫三種．

1、低溫相變蓄熱材料

低溫相變蓄熱材料主要有無機(jī)和有機(jī)兩類無機(jī)相變材料主要包括結(jié)晶水合鹽、熔融鹽、金屬或合金．結(jié)晶水合鹽通常是中、低溫相變蓄能材料中重要的一類，具有價(jià)格便宜，體積蓄熱密度大，熔解熱大，熔點(diǎn)固定，熱導(dǎo)率比有機(jī)相變材料大，一般呈中性等優(yōu)點(diǎn)．但在使用過程中會(huì)出現(xiàn)過冷、相分離等不利因素，嚴(yán)重影響了水合鹽的廣泛應(yīng)用決過冷的辦法主要有兩種，一種是加入微粒結(jié)構(gòu)與鹽類結(jié)晶物相類似的物質(zhì)作為成核劑．另一種是保留一部分固態(tài)相變材料，即保持一部分冷區(qū)，使未融化的一部分晶體作為成核劑，這種方法文獻(xiàn)上稱為冷指(Cold finger)法，雖然操作簡單，但行之有效∞J．為了解決相分離的問題，防止殘留固體物沉積于容器底部，人們也研究了一些方法，一種是將容器做成盤狀，將這種很淺的盤狀容器水平放臵有助于減少相分離；另一種更有效的方法是在混合物中添加合適的增稠劑，防止混合物中成分的分離，但并不妨礙相變過程。

有機(jī)相變材料主要包括石蠟，脂肪酸及其他種類．石蠟主要由不同長短的直鏈烷烴混合而成，可用通式C。H抖：表示，可以分為食用蠟、全精制石蠟、半精制石蠟、粗石蠟和皂用蠟等幾大類，每一類又根據(jù)熔點(diǎn)分成多個(gè)品種．短鏈烷烴的熔點(diǎn)較低，隨著碳鏈的增長，熔點(diǎn)開始增長較快，而后逐漸減慢，再增長時(shí)熔點(diǎn)將趨于一致。大部分的脂肪酸都可以從動(dòng)植物中提取，其原料具有可再生和環(huán)保的特點(diǎn)，是近年來研究的熱點(diǎn)．其他還有有機(jī)類的固一固相變材料，如高密度聚乙烯，多元醇等．這種材料發(fā)生相變時(shí)體積變化小，過冷度輕，無腐蝕，熱效率高，是很有發(fā)展前途的相變材料 。

復(fù)合相變材料材料的復(fù)合化可將各種材料的優(yōu)點(diǎn)集合在一起，制備復(fù)合相變材料是潛熱蓄熱材料的一種必然的發(fā)展趨勢。復(fù)合相變材料的支撐，國內(nèi)外學(xué)者研制的支撐材料主要有膨脹石墨、陶瓷、膨潤土、微膠囊等．膨脹石墨是由石墨微晶構(gòu)成的疏松多孔的蠕蟲狀物質(zhì)，它除了保留了鱗片石墨良好的導(dǎo)熱性外，還具有良好的吸附性．陶瓷材料有耐高溫、抗氧化、耐化學(xué)腐蝕等優(yōu)點(diǎn)，被大量地選做工業(yè)蓄熱體．主要的陶瓷材質(zhì)有石英砂、碳化硅、剛玉、莫來石質(zhì)、锫英石質(zhì)和堇青石質(zhì)等．膨潤土有獨(dú)特的納米層問結(jié)構(gòu)，采用“插層法”將有機(jī)相變材料嵌入其層狀空間，制備有機(jī)/無機(jī)納米復(fù)合材料，是開發(fā)新型納米功能材料的有效途徑，微膠囊相變材料口陽是用微膠囊技術(shù)制備出的復(fù)合相變材料。在微膠囊相變材料中發(fā)生相變的物質(zhì)被封閉在球形膠囊中，有效地解決了相變材料的泄漏、相分離及腐蝕等問題，有利于改善相變材料的應(yīng)用性能，并可拓寬相變蓄熱技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域。

2、中溫相變蓄熱材料

太陽能熱利用與建筑節(jié)能等領(lǐng)域?qū)ο嘧冃顭岵牧系男枨?，使低溫范圍蓄熱材料具有廣泛的應(yīng)用前景；高溫工業(yè)爐蓄熱室、工業(yè)加熱系統(tǒng)的余熱回收裝臵以及太空應(yīng)用，推動(dòng)了高溫相變蓄熱技術(shù)的迅速發(fā)展．因此，國內(nèi)外對制冷、低溫和高溫相變蓄熱材料(PCM)做了相當(dāng)多的研究，但中溫PCM則較少使用．不過，近年來相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)展給中溫PCM的應(yīng)用創(chuàng)造了很大的空間。

3、高溫相變蓄熱材料

高溫相變材料的熱物性相變材料的熱物性主要包括：相變潛熱、導(dǎo)熱系數(shù)、比熱容、膨脹系數(shù)、相變溫度等直接影響材料的蓄熱密度、吸放熱速率等重要性能，相變材料熱物性的測量對于相變材料的研究顯得尤為重要。

高溫相變材料通常具有一定的高溫腐蝕性，通常需要對其進(jìn)行封裝。微封裝的相變材料具有許多優(yōu)點(diǎn)，促使人們對此進(jìn)行研究。Heine等人研究了4種金屬對熔點(diǎn)在235～857℃的6種熔融鹽的耐腐蝕性能。Lane對不同的材料在不同尺寸下封裝的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)進(jìn)行分析，并對材料的兼容性進(jìn)行了研究．由于用途廣泛，很多個(gè)人和公司。如BASF已加入了相變材料微封裝的研究行列。微封裝相變材料在不同熱控制領(lǐng)域的潛在應(yīng)用將受到其成本的限制，但對于太空應(yīng)用，熱控制性能遠(yuǎn)重于其成本。一些研究人員認(rèn)為，相變材料微封裝技術(shù)將是太空技術(shù)的一個(gè)里程碑。

在能源供給漸趨緊張的今天,相變材料以其獨(dú)特性越來越受到人們廣泛的重視,越來越多的領(lǐng)域開始應(yīng)用相變材料。相變材料是利用相變潛熱來儲(chǔ)能和放能,因此在相變材料的研制中,選擇合適的材料是非常重要的。理想的相變材料應(yīng)具有以下性質(zhì) :

（1）熱力學(xué)性能：

1）具有適當(dāng)?shù)南嘧儨囟龋?）具有適當(dāng)?shù)南嘧儩摕幔?）密度大；4）比熱較大；5）導(dǎo)熱系數(shù)大；6）融化一致；7）相變過程中體積變化?。?）蒸汽壓低

（2）動(dòng)力學(xué)性能：1）凝固過程過冷度很小或基本沒有,融化后結(jié)晶應(yīng)在它的凝

固點(diǎn)溫度,這決定于高成核速率和晶體生成速率；2）要有很好的相平衡性質(zhì),不會(huì)產(chǎn)生相分離；3）要有較高的固化結(jié)晶速率。

（3）化學(xué)性能：1）化學(xué)穩(wěn)定性要好,無化學(xué)分解,以保證蓄熱介質(zhì)有較長的壽命周期；2）化學(xué)穩(wěn)定性要好,無化學(xué)分解,以保證蓄熱介質(zhì)有較長的壽命周期；3) 對容器材料無腐蝕作用；4）無毒、不燃、不爆炸、對環(huán)境無污染作用等。

（4）經(jīng)濟(jì)性能：1）來源方便,容易得到；2）價(jià)格便宜

1 緒論

1.1 熱能儲(chǔ)存的方式

1.2 相變蓄熱材料的研究進(jìn)展

1.3 相變蓄熱的數(shù)值模擬與熱力學(xué)優(yōu)化

1.4 相變蓄熱技術(shù)的應(yīng)用

1.5 蓄熱燃燒技術(shù)的研究現(xiàn)狀

2 相變蓄熱材料的分類與選擇

2.1 相變蓄熱材料的分類

2.2 主要相變蓄熱材料的性能

2.3 相變蓄熱材料的選擇

3 相律和相圖

3.1 相圖在相變過程研究中的重要性

3.2 相律

3.3 相圖與不同晶系的性能分析

3.4 相圖的應(yīng)用及問題

4 復(fù)合相變蓄熱材料制備中的熱力學(xué)分析

4.1 熱力學(xué)分析在復(fù)合相變蓄熱材料制備中的重要性

4.2 熱力學(xué)計(jì)算的一般方法

4.3 熱力學(xué)計(jì)算在復(fù)合相變蓄熱材料制備中的應(yīng)用

5 復(fù)合相變蓄熱材料的性能評價(jià)與檢測

5.1 復(fù)合相變蓄熱材料的性能評價(jià)

5.2 復(fù)合相變蓄熱材料的力學(xué)性能與測定

5.3 復(fù)合相變蓄熱材料的熱學(xué)性能與測定

6 復(fù)合相變蓄熱材料的制備與性能

6.1 中低溫復(fù)合相變蓄熱材料的制備與性能

6.2 熔融鹽/金屬基復(fù)合相變蓄熱材料的制備與性能

6.3 熔融鹽/陶瓷基復(fù)合相變蓄熱材料的制備與性能

7 相變蓄熱的傳熱模型與數(shù)值模擬

7.1 相變傳熱的數(shù)學(xué)模型

7.2 一維相變傳熱問題

7.3 多維相變傳熱問題

7.4 復(fù)合相變蓄熱材料的有效導(dǎo)熱系數(shù)的數(shù)值模擬

7.5 蜂窩體蓄熱體傳熱的數(shù)值模擬

8 蓄熱體的制備及蓄熱室的性能測試

8.1 蓄熱體的類型及其制備

8.2 蓄熱室熱工性能的實(shí)驗(yàn)研究

8.3 蓄熱室性能測試實(shí)驗(yàn)方案

8.4 復(fù)合蓄熱材料填充的蓄熱室的熱工性能的變化規(guī)律

8.5 蓄熱室熱工特性的數(shù)值模擬

9 高溫空氣蓄熱燃燒的冷態(tài)?；囼?yàn)研究

9.1 高溫空氣蓄熱燃燒裝置的冷態(tài)模型的設(shè)計(jì)

9.2 冷態(tài)?；囼?yàn)臺(tái)與測試工況

9.3 冷態(tài)模化試驗(yàn)結(jié)果與分析

10 高溫空氣蓄熱燃燒冷態(tài)數(shù)值模擬

10.1 冷態(tài)試驗(yàn)數(shù)值模擬

10.2 計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果的對比分析

11 高溫空氣蓄熱燃燒熱態(tài)數(shù)值模擬

11.1 高溫空氣蓄熱燃燒熱態(tài)數(shù)值模擬的控制方程及條件

11.2 數(shù)值模擬結(jié)果與分析

11.3 高溫空氣蓄熱燃燒數(shù)值模型改進(jìn)建議

12 高溫空氣蓄熱燃燒系統(tǒng)與熱態(tài)試驗(yàn)

12.1 高溫空氣蓄熱燃燒系統(tǒng)關(guān)鍵設(shè)備

12.2 高溫空氣蓄熱燃燒系統(tǒng)熱態(tài)試驗(yàn)

12.3 試驗(yàn)結(jié)果與分析

參考文獻(xiàn)2100433B