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相變材料范文第1篇

關(guān)鍵詞：相變儲(chǔ)能材料 優(yōu)化設(shè)計(jì) 溶膠凝膠 制備技術(shù)

中圖分類號(hào)：TQ02 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2014）07（c）-0095-02

隨著科技飛速的進(jìn)步，人類對(duì)能源的需求日益增加，對(duì)能源的利用率提出了越來越高的要求。儲(chǔ)能技術(shù)“削峰填谷”的作用對(duì)提升能源的利用效率具有重要意義。近年來相變儲(chǔ)能材料在能源的充分利用研究領(lǐng)域中處于十分活躍的地位。相變材料（Phase Change Material， PCM）是指在一定的溫度范圍內(nèi)可改變物理狀態(tài)的材料，以環(huán)境與體系的溫度差為推動(dòng)力，實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)、放熱功能。

隨著微納加工技術(shù)的發(fā)展，航空航天領(lǐng)域中的電子元器件向高功率化、小型化等方向發(fā)展。隨著飛行器速度不斷提升，電子元器件的溫控問題已經(jīng)成為影響器件可靠工作的關(guān)鍵。資料分析顯示：電子元器件的溫度每升高2 ℃可靠性下降10%，因此航空航天領(lǐng)域中電子元器件可靠地溫度控制是飛行器正常運(yùn)行的重要保障。目前被廣泛應(yīng)用于解決電子元器件散熱問題的導(dǎo)熱界面材料不能滿足航天領(lǐng)域電子元器件的溫控需求，對(duì)于此類處于較高溫度的密閉環(huán)境體系中高密度電子元器件的熱保護(hù)必須采用一種新型的熱控技術(shù)，即相變儲(chǔ)熱式溫控技術(shù)。相變材料被提出裝配于電子元器件和散熱片之間，通過相變過程的相變潛熱吸收電子元器件工作產(chǎn)生的熱量，達(dá)到控制電子元器件溫升，保證電子元器件可靠性的目的。同時(shí)，相變材料具有常溫下呈固態(tài)，可以制成墊片便于裝配，達(dá)到一定溫度后融化潤(rùn)濕配合界面，降低界面熱阻，是替代界面導(dǎo)熱材料的新型熱控材料。

針對(duì)目前復(fù)合相變儲(chǔ)能材料存在的問題，研制二元有機(jī)/無機(jī)納米復(fù)合相變儲(chǔ)能材料，以無機(jī)層狀化合物為載體基質(zhì)、二元有機(jī)儲(chǔ)能材料為工作成分，利用插層離子交換技術(shù)將儲(chǔ)能納米粒子填充到無機(jī)片層納米結(jié)構(gòu)中，提高單位質(zhì)量導(dǎo)熱性能，通過溶膠-凝膠法制備出新型二元有機(jī)/無機(jī)納米復(fù)合相變儲(chǔ)能材料。在二元有機(jī)相變儲(chǔ)能材料研究中，從增加材料的導(dǎo)熱系數(shù)和儲(chǔ)能密度展開研究，通過相變儲(chǔ)能材料共混機(jī)理、復(fù)合相變儲(chǔ)能材料優(yōu)化設(shè)計(jì)，為固-液相變儲(chǔ)能材料的優(yōu)化設(shè)計(jì)提供技術(shù)支持。最終研制出的二元有機(jī)/無機(jī)納米復(fù)合相變儲(chǔ)能材料兼具高儲(chǔ)能密度與高導(dǎo)熱性能，將其應(yīng)用于建筑節(jié)能領(lǐng)域（如墻體保溫材料、砂漿等）、恒溫保溫紡織領(lǐng)域（如冷庫(kù)出入、井下作業(yè)人員等），可以有效提高能源的利用率。

1 復(fù)合相變儲(chǔ)能材料優(yōu)化設(shè)計(jì)

在復(fù)合相變儲(chǔ)能材料的設(shè)計(jì)階段，體系的選取及合適的組分的確定都可以直接根據(jù)相圖加以確定。

由于一些純化合物具有較高的相變焓，是很好的相變儲(chǔ)能材料，但其中大部分純化合物的熔點(diǎn)高于實(shí)際應(yīng)用要求的相變溫度，并不能直接應(yīng)用。如果能把這些物質(zhì)進(jìn)行混合，通過調(diào)節(jié)物質(zhì)的比例來調(diào)節(jié)混合物相變溫度，使其相變溫度范圍落在具體應(yīng)用領(lǐng)域的舒適度范圍內(nèi)，并且具有較高的相變焓，就獲得了高品質(zhì)的相變儲(chǔ)能材料，所以只有將它們進(jìn)行復(fù)合，才能制備出符合要求的相變儲(chǔ)能材料，即通過互相混合以降低相變材料的相變溫度。

將兩種純化合物混合成理想溶液模型，兩組分體系混合能達(dá)到最低的熔點(diǎn)，稱為低共熔點(diǎn)。將純化合物混合而成的溶液冷卻，則獲得的低共熔點(diǎn)溫度為混合后相變材料的計(jì)算相變溫度。

通過施羅德（Schroder）公式計(jì)算可得到兩種單體不同混合比例對(duì)應(yīng)的不變溫度。低共熔溫度時(shí)呈三相平衡：

（1）

在定溫定壓時(shí)，為使溶質(zhì)A溶于溶劑B所形成的溶液和純?nèi)苜|(zhì)A處于平衡，A在兩相中的化學(xué)位必須相等。即：

（2）

公式中：為純固體溶質(zhì)A的化學(xué)位（摩爾吉布斯能）。在平衡時(shí)用飽和溶液中溶質(zhì)A的摩爾分?jǐn)?shù)為溶解度。

因?yàn)槭抢硐肴芤耗Ｐ停?，因此，

（3）

對(duì)上式兩邊取全微分，

在一定壓力時(shí)，

由此得出，

（4）

式中，為混合物主要成分A的摩爾分?jǐn)?shù)；為純化合物A的熔化潛熱， J?mol-1；為純化合物A的熔化溫度，KT含有化合物A的混合物的熔化溫度，R為氣體常數(shù)，8.315 J?kmol-1。

材料的熔點(diǎn)受到材料純度的影響，純度過低可能造成材料的熔點(diǎn)與其理論差值相差3 ℃，因此選用的原材料首先要用DSC方法測(cè)量其相變溫度和相變焓，然后就可以利用測(cè)得的值（，）和公式（4）來計(jì)算二元混合物的低共熔點(diǎn)（，T）。

通過有機(jī)相變材料混合制成的二元復(fù)合相變材料，屬于新的混合有機(jī)相變材料，其相變特性與原材料相比會(huì)發(fā)生很大改變，相變溫度區(qū)間一般相對(duì)較大。借鑒無機(jī)相變材料減小過冷度的方法，在二元復(fù)合相變材料中添加形核劑，加速相態(tài)轉(zhuǎn)化，可以減小材料相變溫度區(qū)間。

2 復(fù)合相變儲(chǔ)能材料制備研究

利用溶膠-凝膠法制備復(fù)合相變儲(chǔ)能材料，金屬醇鹽中加入納米粒子經(jīng)水解和縮聚反應(yīng)形成溶膠，通過攪拌使其混合均勻。在凝膠形成過程中，相變儲(chǔ)能材料與溶劑一起被裹入一定結(jié)構(gòu)和尺寸的孔或“籠”維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，而相變儲(chǔ)能材料則被均勻地分散、嵌入在二氧化硅的三維網(wǎng)絡(luò)中，使其很難再溢出；從而將有機(jī)相變材料和無機(jī)物的結(jié)構(gòu)、物理和化學(xué)特性充分的結(jié)合起來。

此外，凝膠孔大量地以閉合孔的形式存在，在化學(xué)惰性的密閉孔中密封了大量的相變儲(chǔ)能材料，形成了所謂“籠效應(yīng)”，使得相變儲(chǔ)能材料被包覆在“籠”中，在宏觀上始終呈現(xiàn)固體狀態(tài)。

溶膠-凝膠法的主要原理是將酯類化合物或者金屬醇鹽溶于有機(jī)溶劑中，形成均勻的溶液，然后加入其他組分，在一定溫度下反應(yīng)形成凝膠，最后經(jīng)干燥處理制成產(chǎn)品?；痉磻?yīng)為水解反應(yīng)和聚合反應(yīng)。

（1）水解反應(yīng)：對(duì)金屬醇鹽M（OZ）n而言（其中n為M的原子價(jià)），金屬醇鹽的水解反應(yīng)式如下：

（2）縮聚反應(yīng)：金屬醇鹽的縮聚反應(yīng)與水解反應(yīng)同時(shí)發(fā)生，分為失水縮聚和失縮聚：

（3）總反應(yīng)：

式中，M為金屬；Z為有機(jī)基團(tuán)，制備的溶膠中含有大量的水和醇，經(jīng)干燥、焙烘除去溶劑可得到具有網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的凝膠。

2.1 溶膠制備研究

溶劑：制取含金屬醇鹽和水的均相溶液是溶膠凝膠制備的關(guān)鍵，以保證醇鹽的水解反應(yīng)在分子的水平上進(jìn)行。

金屬醇鹽：過渡金屬醇鹽一般都具有配位數(shù)增高的趨向。帶有部分正電荷的金屬原子，通過其空間軌道接受親核配體提供的電子，使配位數(shù)增高，這通常要借助于溶劑化齊聚作用。

水的加入量：水的加入量習(xí)慣上以水與醇鹽的物質(zhì)的量比計(jì)量，用表示。由于水本身是一種反應(yīng)物，水的加入量對(duì)溶膠的制備及其以后的工藝過程都有重要影響。研究表明水的加入量對(duì)溶膠的粘度，溶膠向凝膠的轉(zhuǎn)變以及膠凝化作用的時(shí)間均有影響。要獲得清澈透明的凝膠必須在的條件下。

水解溫度：提高水解溫度對(duì)醇鹽水解速率是有利的，特別是對(duì)水解活性低的醇鹽（如硅醇鹽）。為了縮短水解時(shí)間，常常需要在加溫條件下操作，此時(shí)制備溶膠的時(shí)間和膠凝時(shí)間會(huì)明顯縮短。

催化劑：催化劑可以是酸、堿或者它們的混合物，在催化劑的作用下，水金和屬醇鹽發(fā)生水解反應(yīng)，水解反應(yīng)以及膠凝時(shí)間受到催化劑的種類的顯著影響。

2.2 催化劑在溶膠-凝膠中的作用機(jī)理研究

溶膠-凝膠反應(yīng)過程以及生成凝膠的結(jié)構(gòu)及粒度受到催化劑的顯著影響。在溶膠-凝膠法制各復(fù)合材料過程中，膠體特性受催化劑種類的影響極大，從而最終對(duì)復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)與性能起到只關(guān)注重要的影響作用。

加入溶液中的酸或堿起到調(diào)節(jié)溶液的酸堿度作用的同時(shí)具有催化作用。本文擬用氨水來調(diào)節(jié)溶膠的pH值。在氨水催化條件下，氫氧根離子的作用使硅原子帶負(fù)電性并導(dǎo)致其電子云向另一側(cè)的-OZ基團(tuán)偏移，使該基團(tuán)Si-OZ鍵減弱并最終斷裂。水解機(jī)理如下：

水解過程由于位阻效應(yīng)的影響，通過不斷聚合作用、水解作用形成一線性硅氧鏈，隨著硅氧鏈的伸展、交聯(lián)，最后形成了線聯(lián)的三維無規(guī)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。

3 復(fù)合相變儲(chǔ)能材料的應(yīng)用

我國(guó)大量的鋼鐵、機(jī)械制造等企業(yè)每年對(duì)于煤、電、天然氣等需求非常嚴(yán)重，尤其是電力負(fù)荷的需求，日趨嚴(yán)重。采用復(fù)合相變儲(chǔ)能材料，可以用于工業(yè)余熱回收、電力的峰調(diào)等，有效解決我國(guó)日益嚴(yán)重的能源缺乏問題。

以普通的熱水儲(chǔ)熱器與相變儲(chǔ)能器為例，同樣的5 L供熱水量，同樣的輸出功率：200 kW，同樣的輸入功率：196 kW。每天消耗的電費(fèi)差別相當(dāng)大，相變儲(chǔ)能器為379元/天，熱水儲(chǔ)熱器為1288元/天，變儲(chǔ)能器可節(jié)省電費(fèi)：1288-379=909元，單以次計(jì)算，每年可節(jié)約電費(fèi)33萬余元，節(jié)電效果非常明顯。

節(jié)能環(huán)保、可持續(xù)發(fā)展是我國(guó)目前工業(yè)建設(shè)的發(fā)展趨勢(shì)。相變儲(chǔ)能材料能夠有效地節(jié)約能源，緩解能源問題，提升能源利用效率，提高熱轉(zhuǎn)換效率。盡管人們對(duì)相變儲(chǔ)能技術(shù)的研究雖然只有幾十年的歷史，但它的市場(chǎng)前景十分廣泛己日益受到人們重視。

參考文獻(xiàn)

[1] 崔巍.相變蓄能材料在建筑節(jié)能中的應(yīng)用[J].節(jié)能環(huán)保技術(shù)，2007（5）：21-23.

[2] 王海超，焦文玲.相變蓄熱材料及其在低能耗建筑中的應(yīng)用[J].建筑熱能通風(fēng)空調(diào)，2008，27（3）：18-21.

[3] Mohammed M Farid，Amar M Khudhair，et al.A review on phase change energy storage materials and applications.Energy Conversion and Management，2004，45：1603-1608.

[4] Gong Z X， Mujumdaar A S.Ap ed Thermal Engineering.1996，16（10）：807.

相變材料范文第2篇

關(guān)鍵詞定形相變材料貯能石蠟

1引言

利用相變材料的相轉(zhuǎn)變潛熱或蓄冷，溫度變化小、蓄能密度大，在太陽(yáng)能利用、工業(yè)余熱和廢熱回收及建筑采暖和空調(diào)節(jié)能等領(lǐng)域有著廣闊應(yīng)用前景[1]。傳統(tǒng)的固液相變貯能材料在實(shí)際應(yīng)用中，都需用容器封裝，增加了傳熱時(shí)相變材料與外部傳熱介質(zhì)間的熱阻，降低了傳熱效率，且增加了封裝成本。定形相變材料是由相變材料和高分子支撐和封裝材料組成的復(fù)合貯能材料，由于高分子囊材的微封裝和支撐作用，作為芯材的相變材料發(fā)生固液相變時(shí)不會(huì)流出，且整個(gè)復(fù)合材料即使在芯材熔化后也能保持原來的形狀不變并且有一定的強(qiáng)度。該類材料有以下優(yōu)點(diǎn)：無需封裝，不泄漏，從而減小了封裝成本和難度，并減小了相變材料和傳熱流體間熱阻。該類材料在建筑暖通空調(diào)領(lǐng)域及建筑材料領(lǐng)域有著較為廣闊的應(yīng)用前景。

Inaba教授[2]較早研究了高密度聚乙烯和熔點(diǎn)54℃的石蠟體系混成的定形相變材料的熱物理性質(zhì)，石蠟摻混比例為74wt%。葉宏等人[3]也對(duì)石蠟和高密度聚乙組成的定形相變材料進(jìn)行了研究，他們用幾種高密度聚乙烯和熔點(diǎn)在58℃左右的精煉和半精煉石蠟作為原料，石蠟在定形相變材料中所占比例為75wt%。法國(guó)的XavierPy等人[4]制備了石蠟-膨脹石墨定形相變材料，并研究了體系的熱物理性能，石蠟摻混比例為65wt%～95wt%。華南理工大學(xué)的肖敏等人[5]研究了石蠟和熱塑彈性體SBS組成的復(fù)合相變材料在加入石墨后熱傳導(dǎo)性能的提高，他們加入的石蠟含量在20wt%～80wt%范圍內(nèi)。定形相變材料研制中多以高密度聚乙烯、SBS或石墨為支撐材料，石蠟為相變材料，對(duì)定形相變材料的均勻性分析不夠，對(duì)支撐材料類型及石蠟摻混比對(duì)定形相變材料材料性能的影響討論不夠充分。

本工作應(yīng)用不同熔點(diǎn)的石蠟和一些高壓聚乙烯、低壓聚乙烯、聚丙烯及橡膠作原料，研制出一些定形相變材料。對(duì)材料的均勻性進(jìn)行了分析，并對(duì)相變材料的的摻混比進(jìn)行了討論。用DSC差示掃描量熱儀和電子掃描顯微鏡等儀器對(duì)材料進(jìn)行一些結(jié)構(gòu)和熱性能方面的分析研究，其中應(yīng)用低壓聚乙烯和石蠟共混，石蠟所占比例最高達(dá)到90wt%。

2實(shí)驗(yàn)

2．1實(shí)驗(yàn)試劑

切片石蠟，熔點(diǎn)48～50℃；半精煉石蠟，熔點(diǎn)56～58℃，58～60℃，60～62℃；精煉石蠟，58～60℃；低壓聚乙烯，J-0；高壓聚乙烯1L2A；高壓聚乙烯，1F7B。

2．2實(shí)驗(yàn)儀器

平板硫化儀、DSC2910差示掃描量熱儀、橡膠塑料實(shí)驗(yàn)機(jī)、SF-11型塑料粉碎機(jī)、電子掃描顯微鏡。

2．3實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

首先用不同熔點(diǎn)的石蠟和低壓聚乙烯共混形成定形相變材料，然后采用不同種類的高壓聚乙烯、低壓聚乙烯、聚丙烯以及SEBS作為支撐材料制備出不同的定形相變材料，對(duì)它們的性能進(jìn)行了研究分析。對(duì)定形相變材料進(jìn)行DSC測(cè)試，升溫速率5℃/min。對(duì)一些材料的微觀結(jié)構(gòu)用掃描電子顯微鏡進(jìn)行了研究分析。

3結(jié)果分析

3．1DSC分析結(jié)果

3.1.1不同支撐材料與48#切片石蠟的實(shí)驗(yàn)

用切片石蠟和不同類型低壓聚乙烯和聚丙烯進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，石蠟所占的質(zhì)量百分比相同，可以從圖1看出有些HDPE組成的材料潛熱值偏低，一方面由于材料本身造成的，材料各處潛熱測(cè)量值有差異，另一方面則是由于材料和工藝的適應(yīng)性不好。研制定形相變材料時(shí)，針對(duì)不同的材料，要相應(yīng)的調(diào)整制備工藝。

圖1不同支撐材料與48#石蠟組成材料的潛熱測(cè)量值

1-HDPE5000S；2-HDPE5200B；3-HDPE2200J；4-HDPEJ0；5-PPS1003

3．1．2不同熔點(diǎn)石蠟實(shí)驗(yàn)

我們對(duì)J0型HDPE與不同熔點(diǎn)石蠟混制備定形相變材料進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，可以看出相同比例的精煉、半精煉石蠟組成的定形相變材料潛熱值判別不大，而這個(gè)差別是由于原材料的潛熱不同造成的（表1）?？梢砸圆煌埸c(diǎn)的石蠟為原料制出一系列不同熔點(diǎn)范圍的定形相變材料，應(yīng)用到不同領(lǐng)域中去。

不同熔點(diǎn)石蠟組成材料的潛熱值表1

石蠟類型半精煉56#半精煉58#精煉58#半精煉60#

相變潛熱值（kJ/kg）103.197.37101.5111.2

3.1.3材料均勻性

我們分別在兩個(gè)定形相變材料試樣（組成材料一樣，石蠟所占百分比不同）的4個(gè)不同部位分別取樣進(jìn)行DSC分析，得結(jié)果見圖2，從圖中我們可以看出同一試樣不同部位相變潛熱值差別不大，差別在10%以內(nèi)，說明定形相變材料中石蠟分布較均勻。

3．1．4潛熱測(cè)定及石蠟摻混比臨界值討論

圖2試樣不同部位潛熱值測(cè)試結(jié)果

圖360#石蠟DSC測(cè)試曲線

圖4定形相變材料（石蠟占70wt%）DSC測(cè)試曲線

圖5定形相變材料（石蠟占90%）DSC曲線

圖6不同比例石蠟的定形相變材料的潛熱測(cè)試值

從60#石蠟DSC測(cè)試曲線（圖3）可以看出，60#石蠟有兩個(gè)相變峰，每個(gè)相變峰出現(xiàn)在40℃附近，較小，第二個(gè)相變峰出現(xiàn)在60℃，較大。從定形相變材料的DSC曲線（圖4，5）中同樣可以看到這兩個(gè)相變峰，聚乙烯熔融的峰出現(xiàn)在120℃附近?？梢钥吹絻烧叩臏囟炔罴s為60℃，能夠保證在定形相變材料中石蠟發(fā)生相轉(zhuǎn)變由固態(tài)變成液態(tài)時(shí)，聚乙烯能支撐結(jié)構(gòu)使得材料形態(tài)不變。由DSC測(cè)得的相變熱和用石蠟所占百分比概算得的結(jié)果差別不大。圖6為含不同比例的石蠟的定形相變材料的潛熱，石蠟含量在70%～90%之間，材料的相變熱在130～175kJ/kg，可以看出潛熱值隨石蠟所占比例增加近似線性增加。為了實(shí)現(xiàn)支撐材料的對(duì)整體結(jié)構(gòu)的支撐作用，支撐材料在定形相變材料中所占比例應(yīng)有一個(gè)下限，即石蠟所占比例有一個(gè)上限，在制備定形相變材料時(shí)，石蠟比例達(dá)到90%時(shí)，定形相變材料有一些滲出現(xiàn)象，所以石蠟在定形相變材料所占質(zhì)量百分比的不宜大于90%。

3．1．5其他

用HDPE和60#石蠟混和，石蠟摻混比達(dá)到80wt%時(shí)，定形相變材料性能較好，材料潛熱測(cè)量值達(dá)到144.4kJ/kg。

3．2掃描電子顯微鏡分析結(jié)果

利用掃描電子顯微鏡對(duì)用低壓聚乙烯和60#半精炬石蠟（熔點(diǎn)60～62℃）制成的定形相變材料進(jìn)行了結(jié)構(gòu)分析。對(duì)定形相變材料的脆斷面進(jìn)行了拍照觀察，然后用有機(jī)溶劑溶去石蠟對(duì)HDPE構(gòu)架進(jìn)行了觀察。

圖7定形相變材料掃描電鏡結(jié)果（1500倍）

圖8定形相變材料掃描電鏡結(jié)果（3000倍）

對(duì)定形相變材料斷面用有機(jī)溶劑浸泡后溶去石蠟后的表面分析，得到圖7和圖8的掃描電鏡照片。淺色部分為聚乙烯的形成的骨架，深色的部分為石蠟被浸泡溶去后形成的凹陷。可以看到，定形相變材料分布較均勻，聚乙烯形成了空間的網(wǎng)狀結(jié)

構(gòu)。在石蠟熔融時(shí)，聚乙烯能夠起到的支撐和封裝作用，使材料的整體武裝不發(fā)生變化。

4結(jié)論

可用不同類型的高壓聚乙烯、低壓聚乙烯、聚丙烯等一系列高分子材料作為支撐和微封裝材料，不同熔點(diǎn)、不同類型的石蠟作為相變材料，制備系列定形相變材料，其中石蠟質(zhì)量百分比可達(dá)80%，潛熱較高，均勻性較好。有望作為相變地板應(yīng)用到房屋建筑當(dāng)中，并且可能和其他材料混合作業(yè)一種新型的建筑材料。下一步需要繼續(xù)改進(jìn)材料制備的工藝，改善材料的力學(xué)及其他性能。

參考文獻(xiàn)

1張寅平，胡漢平，孔祥冬等，相變貯能-理論和應(yīng)用，合肥：中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)出版社，1996

2HInaba,PT.HeatandMassTransfer,1997,32(4):307--312

3YeHong,GeXinshi.SolarEnergyMaterials&SolarCells,2000,64(1):37～44

相變材料范文第3篇

在實(shí)際的應(yīng)用中，相變儲(chǔ)能材料一般為固-液組成，當(dāng)外界的溫度在高于材料自身的熔化溫度的時(shí)候，其從固相變化成液相，并且在這個(gè)過程中，吸收大量的熱量并儲(chǔ)存起來；而當(dāng)外界的溫度在其凝固溫度以下的時(shí)候，相變材料將由液相轉(zhuǎn)化成固相，同時(shí)在釋放大量的熱量；在這個(gè)物理變化的過程中，儲(chǔ)存或者是釋放能量的過程我們稱之為相變潛熱，并且在這個(gè)過程中材料自身的溫度是不變化的。與常用的材料相比，相變材料具有以下的優(yōu)勢(shì)：

（1）材料自身的儲(chǔ)能的密度大，儲(chǔ)存的熱量多，在環(huán)境的溫度比相變的溫度高的時(shí)候，將多余的熱量給儲(chǔ)存起來，在環(huán)境溫度比相變溫度低的時(shí)候，將熱量釋放，從而有效地防止了熱量的流失，以此更好地提高能源利用的效率。

（2）潛熱大，少量材料即可儲(chǔ)存大量的熱量，以此滿足建筑的節(jié)能需求，同時(shí)減輕建筑自身的負(fù)重。

（3）蓄熱的系數(shù)大，同時(shí)其可以更加有效地轉(zhuǎn)移峰值的負(fù)荷。如在室內(nèi)使用相變材料之后，經(jīng)過計(jì)算其時(shí)間可以延遲大概5個(gè)小時(shí)，當(dāng)外界的溫度處在中午的2點(diǎn)的溫度的時(shí)候，通過延遲，室內(nèi)的溫度還可保持上午的9點(diǎn)的溫度。

（4）可自動(dòng)調(diào)節(jié)，從而保持溫度的恒定。在斷電恒溫測(cè)試實(shí)驗(yàn)中，上午11點(diǎn)的溫度和晚上10點(diǎn)的溫度始終大致維持在同一個(gè)溫度水平，這樣可以在冬天的時(shí)候提高室內(nèi)溫度，同時(shí)在夏天的時(shí)候降低室內(nèi)的溫度，從而減少對(duì)空調(diào)電量的消耗。

二、低碳經(jīng)濟(jì)下的必然選擇

相變儲(chǔ)能材料作為低碳經(jīng)濟(jì)模式下的必然選擇，主要的原因有以下幾點(diǎn)：

（一）全球環(huán)境變化呼喚環(huán)保能源

隨著近段時(shí)間的北京霧霾、菲律賓臺(tái)風(fēng)等一系列事件的發(fā)生，進(jìn)一步的說明全球環(huán)境污染和氣候變化已經(jīng)到了非常嚴(yán)重的地步。尤其是現(xiàn)階段的汽車尾氣、煤炭能源以及天然氣等釋放的大量的二氧化碳，已經(jīng)使得地球吸收大量地球反射回來的長(zhǎng)波，讓地球?qū)μ?yáng)輻射變得具有高度的透光性，從而使得地球的熱量越來越多，最終導(dǎo)致地球溫度的上升。

（二）建筑高能耗呼喚節(jié)能材料

以裝飾行業(yè)為例，裝飾作為我國(guó)發(fā)展的朝陽(yáng)產(chǎn)業(yè)，正在蓬勃發(fā)展。據(jù)國(guó)家統(tǒng)計(jì)局的相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，每年我國(guó)的新舊房的裝修超過1千萬套，其市場(chǎng)突破6500億元的行業(yè)總產(chǎn)值。然而在我國(guó)的裝飾工程中，存在這很多的弊端以及相關(guān)的安全隱患。如人們?yōu)榱送癸@其裝修的效果，而忽視對(duì)工程中起著關(guān)鍵作用的一些隱蔽部位，空有虛假的華麗外表。在設(shè)計(jì)中，防腐、保溫等的構(gòu)造以及不同部位材料的選用，往往因?yàn)樵O(shè)計(jì)人員的無知埋下很多隱患。同時(shí)，裝飾工程中缺乏有效的節(jié)能法規(guī)，傳統(tǒng)裝修帶來的是高污染和高能耗，由此帶來的直接經(jīng)濟(jì)損失達(dá)到400多億元人民幣。因此，保障人類的可持續(xù)發(fā)展，保護(hù)我們的地球，必須呼喚環(huán)保能源。同時(shí)各行業(yè)也必須轉(zhuǎn)變現(xiàn)有的經(jīng)濟(jì)發(fā)展的模式，改變以往的高能耗、高排放而轉(zhuǎn)向可持續(xù)、可循環(huán)的經(jīng)濟(jì)方式。在此情勢(shì)下，英國(guó)在2003年出臺(tái)了《我們能源的未來：創(chuàng)建低碳經(jīng)濟(jì)》能源白皮書，同時(shí)指出未來的市場(chǎng)將主要以節(jié)能環(huán)保、可持續(xù)發(fā)展的材料作為主流。而我國(guó)制定的“十一五”能源發(fā)展規(guī)劃中提出，全面推進(jìn)能源節(jié)約，并將節(jié)能任務(wù)具體落實(shí)到各省、自治區(qū)和直轄市以及重點(diǎn)企業(yè)，實(shí)行單位國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值能耗指標(biāo)公報(bào)制度，實(shí)施節(jié)能目標(biāo)責(zé)任制和問責(zé)制，構(gòu)建節(jié)能型產(chǎn)業(yè)體系，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式的根本轉(zhuǎn)變，從而為相變儲(chǔ)能材料行業(yè)發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。

三、相變儲(chǔ)能材料行業(yè)發(fā)展的現(xiàn)狀與瓶頸分析

（一）行業(yè)發(fā)展的現(xiàn)狀

1.通過過統(tǒng)計(jì)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)階段從事相變儲(chǔ)能材料的公司在525家左右?，F(xiàn)階段的市場(chǎng)上銷售的儲(chǔ)能材料大致分為三類：固態(tài)相互轉(zhuǎn)化氣態(tài)、液態(tài)；氣態(tài)、固態(tài)相互轉(zhuǎn)化液態(tài)及固態(tài)相互轉(zhuǎn)化固態(tài)。而在實(shí)際的過程中，主要是以固態(tài)相互轉(zhuǎn)化液態(tài)及固態(tài)相互轉(zhuǎn)化固態(tài)為主。

（1）固-液相變PCM

a無機(jī)儲(chǔ)能材料

無機(jī)水合鹽由于具有較大的熔解熱和較高的熔點(diǎn)，是中低溫相變的重要一類材料，主要有結(jié)晶水合鹽類熔融鹽類金屬或合金等。

b有機(jī)儲(chǔ)能材料

有機(jī)類相變材料常用的有高級(jí)脂肪烴類、脂肪酸或其酯或鹽類、醇類、芳香烴類等。

（2）固-固相變PCM

目前已經(jīng)開發(fā)出的具有技術(shù)和經(jīng)濟(jì)潛力的固-固相變材料主要有多元醇高分子類和層狀鈦鈣礦以及多孔基體復(fù)合PCM。

2.市場(chǎng)規(guī)模分析

從2008年到2012年我國(guó)的相變材料的市場(chǎng)需求的容量在逐年的增加，每年的增長(zhǎng)速度都基本保持在15%左右。而截止到2012年的11月初，其市場(chǎng)的規(guī)模量已經(jīng)達(dá)到1200萬噸。從2007年到2012年我國(guó)的相變材料市場(chǎng)的調(diào)查可以知道，其市場(chǎng)的需求量按照每年20%的速度在不斷地增長(zhǎng)。

（二）相變儲(chǔ)能材料行業(yè)發(fā)展瓶頸分析

隨著近幾年國(guó)家對(duì)低碳經(jīng)濟(jì)的重視，如在“十二五”規(guī)劃中出臺(tái)了一系列的政策和措施，“到2020年，中國(guó)單位GDP二氧化碳排放要在2005年的基礎(chǔ)上降低40%至45%”，以此，全民的低碳意識(shí)有了很大的提高。同時(shí)，隨著低碳意識(shí)的加強(qiáng)，很多的人開始推廣和使用相變儲(chǔ)能材料，行業(yè)也因此取得飛速的發(fā)展。但是，隨著行業(yè)的發(fā)展，相變儲(chǔ)能材料也遇到了很多的發(fā)展的瓶頸：

（1）儲(chǔ)能相變材料方面的法規(guī)較少、缺乏統(tǒng)一有效的可操作標(biāo)準(zhǔn)。由于缺乏統(tǒng)一的規(guī)范，導(dǎo)致在行業(yè)發(fā)展的過程中行業(yè)發(fā)展混亂，標(biāo)準(zhǔn)不一。在實(shí)際的操作過程中，很多的企業(yè)完全沒有統(tǒng)一的技術(shù)規(guī)范要求，導(dǎo)致生產(chǎn)出來的相變儲(chǔ)能材料達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)，從而在運(yùn)用中失去保溫或恒溫的意義。同時(shí)，不規(guī)范的技術(shù)還導(dǎo)致相變儲(chǔ)能材料存在相關(guān)的安全隱患，從而給未來的裝修或建筑工程埋下隱患。

（2）缺乏有效的經(jīng)濟(jì)鼓勵(lì)措施。相變儲(chǔ)能材料作為我國(guó)剛新興發(fā)展起來的環(huán)保節(jié)材料，從規(guī)模和市場(chǎng)使用率等各個(gè)方面來講還比較小，因此國(guó)家還未能制定相關(guān)的政策和經(jīng)濟(jì)鼓勵(lì)措施。

（3）在相變材料的生產(chǎn)企業(yè)，其一線工人很難招，主要是因?yàn)槠錇榛て髽I(yè)。

（4）現(xiàn)有的設(shè)備供應(yīng)商，在售后服務(wù)方面遠(yuǎn)遠(yuǎn)跟不上。

（5）在相變材料行業(yè)中，存在著嚴(yán)重的貨款拖欠。

（6）相變材料的生產(chǎn)能力總量過剩。

（7）未形成規(guī)模效益。

（8）價(jià)格比平常的材料價(jià)格要高。

（9）未有統(tǒng)一的行業(yè)協(xié)會(huì)。

四、解決行業(yè)發(fā)展瓶頸的對(duì)策

（一）行業(yè)內(nèi)開展的工作

（1）在行業(yè)內(nèi)建立統(tǒng)一的行業(yè)協(xié)會(huì)，從而對(duì)行業(yè)內(nèi)的相關(guān)措施進(jìn)行規(guī)范和統(tǒng)一。

（2）在行業(yè)的內(nèi)部開展相關(guān)的信用評(píng)價(jià)建設(shè)工作，從而解決存在企業(yè)中間存在的惡意拖欠等行為的產(chǎn)生，以此帶動(dòng)行業(yè)健康、快速地發(fā)展。

（3）引導(dǎo)企業(yè)進(jìn)行規(guī)?；a(chǎn)，同時(shí)加快行業(yè)內(nèi)部的并購(gòu)和充足，從而在行業(yè)的內(nèi)部形成規(guī)模效應(yīng)，以此降低相變材料的價(jià)格，從而更好地做好市場(chǎng)的推廣。

（4）針對(duì)個(gè)別落后的問題，鼓勵(lì)和引導(dǎo)企業(yè)進(jìn)行設(shè)備的更新，同時(shí)鼓勵(lì)企業(yè)加強(qiáng)對(duì)科研的投入，從而更好地提高企業(yè)相變儲(chǔ)能技術(shù)的水平，同時(shí)加強(qiáng)從國(guó)外的技術(shù)引進(jìn)，以此改變傳統(tǒng)的方式。

（5）針對(duì)在相變材料企業(yè)中存在的用工難等問題，引導(dǎo)企業(yè)加強(qiáng)對(duì)自身生產(chǎn)的重視，更好地改善工人工作的相關(guān)環(huán)境，提高工人工資，以此吸引更多人來企業(yè)工作。

（6）針對(duì)售后服務(wù)跟不上的問題，首先是要加強(qiáng)對(duì)售后服務(wù)的意識(shí)的培訓(xùn)，其次是實(shí)實(shí)在在的技術(shù)和性能的提高，以此吸引客戶。

（二）產(chǎn)業(yè)的相關(guān)政策

1.提高相變材料的市場(chǎng)準(zhǔn)入的門檻

提高行業(yè)的門檻的目的，是因?yàn)樵谖覈?guó)的很多相變材料生產(chǎn)中，由于準(zhǔn)入門檻低，導(dǎo)致在行業(yè)中存在這大量的偽劣產(chǎn)品，這些企業(yè)因?yàn)榧夹g(shù)等各方面原因的不夠，生產(chǎn)出的產(chǎn)品到不到保溫或恒溫的標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致行業(yè)口碑差，質(zhì)量問題多的情況發(fā)生，從而給行業(yè)帶來嚴(yán)重的損傷。因此，亟需國(guó)家制定相應(yīng)的政策或措施，來提高行業(yè)的準(zhǔn)入。

2.制定產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)鼓勵(lì)措施

行業(yè)的發(fā)展，離不開國(guó)家的支持。而相變材料作為新興的環(huán)保節(jié)能材料，其具有很好的優(yōu)勢(shì)和效果。因此，國(guó)家亟需出臺(tái)相關(guān)的稅收或經(jīng)濟(jì)補(bǔ)貼等措施，加強(qiáng)對(duì)行業(yè)的補(bǔ)助的力度，從而更好地保障相變材料的發(fā)展。

3.嚴(yán)格生產(chǎn)的許可

在行業(yè)發(fā)展的初期，很多的企業(yè)開始紛紛導(dǎo)向相變材料的生產(chǎn)，同時(shí)也有很多的個(gè)人后企業(yè)在無國(guó)家允許的情況下開始投入生產(chǎn)，導(dǎo)致生產(chǎn)的材料質(zhì)量和標(biāo)準(zhǔn)不一，層次不齊，從而給行業(yè)帶來影響。因此，國(guó)家在提高準(zhǔn)入的同時(shí)，制定相關(guān)的生產(chǎn)許可細(xì)則，同時(shí)嚴(yán)格生產(chǎn)許可的發(fā)放和查處，堅(jiān)決杜絕行業(yè)中的無證經(jīng)營(yíng)的現(xiàn)象。

4.修訂相關(guān)法律，制定統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)

由于相變材料作為新興的行業(yè)，導(dǎo)致沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行生產(chǎn)，因此，亟需國(guó)家出臺(tái)相關(guān)的法律法規(guī)，同時(shí)制定產(chǎn)品的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，以此規(guī)范行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)混亂的現(xiàn)象，更好地使得行業(yè)進(jìn)入良性循環(huán)發(fā)展的軌道。

5.開展行業(yè)誠(chéng)信評(píng)價(jià)

在行業(yè)內(nèi)部實(shí)施的開展相關(guān)的企業(yè)誠(chéng)信建設(shè)，同時(shí)力爭(zhēng)在“十二五”中旬，建立完善的信用體系，從而在行業(yè)內(nèi)發(fā)揮評(píng)價(jià)作用。

6.國(guó)家中國(guó)扶持一批大型企業(yè)

要使得行業(yè)發(fā)展，就必須在行業(yè)內(nèi)部扶持一批有實(shí)力的大型相變材料企業(yè)，從而作為其他相變企業(yè)發(fā)展的杠桿和標(biāo)準(zhǔn)，以此更好地規(guī)范企業(yè)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

五、結(jié)語

相變材料范文第4篇

關(guān)鍵詞：相變材料；建筑材料；水泥混凝土路面；經(jīng)濟(jì)實(shí)用性；施工工藝

中圖分類號(hào)：TU5文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)：

1.相變材料的概念

相變材料(Phase Change Materials,簡(jiǎn)稱PCM),又稱為潛熱儲(chǔ)能材料,是利用相變過程中吸收或釋放的熱量來進(jìn)行潛熱儲(chǔ)能的物質(zhì),具有在相變過程中將熱量以潛熱的形式儲(chǔ)存于自身或釋放給環(huán)境的性能,可以進(jìn)行熱能貯存和溫度調(diào)節(jié)控制[1]。

相變材料以其貯熱密度高、設(shè)備體積小、熱效率高以及吸放熱為恒溫過程等優(yōu)點(diǎn),已應(yīng)用于太陽(yáng)能利用、電力的“移峰填谷”、廢熱和余熱的回收利用、工業(yè)與民用建筑供暖和空調(diào)的節(jié)能以及航空航天、紡織工業(yè)等領(lǐng)域[3]。其中就建筑材料而言,相變材料已用于水泥混凝土、水泥砂漿、涂料,開發(fā)了相變溫控混凝土、相變儲(chǔ)能混凝土、相變蓄能圍護(hù)結(jié)構(gòu)、相變儲(chǔ)能墻板、隔熱涂料等,對(duì)控制大體積混凝土溫度裂縫,調(diào)控建筑物室內(nèi)溫度,以及節(jié)能、降耗、環(huán)保等起到了積極作用。但相變材料在公路交通領(lǐng)域的應(yīng)用，至今尚處于探索研究階段。

2．相變材料分類及組成:

相變儲(chǔ)能材料根據(jù)相變形式、相變過程主要分為固一固、固一液、液—?dú)狻⒐獭獨(dú)獾?種相變儲(chǔ)能材料；按照其成分又大致可分為無機(jī)物和有機(jī)物（包括高分子）儲(chǔ)能材料。根據(jù)相變溫度，材料可分為高溫、常溫、和低溫材料，高溫材料在200 ~ 1000攝氏度范圍，主要是一些無機(jī)鹽類，適用于一些特殊的高溫環(huán)境。常低溫材料在20 ~ 200攝氏度范圍，主要是一些無機(jī)鹽水合物、有機(jī)物、高分子。

通常，相變材料是出多組份構(gòu)成的，包括主儲(chǔ)熱劑、相變點(diǎn)調(diào)整劑、防過冷劑、防相分離劑、相變促進(jìn)劑等組份。

3.相變材料在水泥混凝土中的應(yīng)用

3.1相變儲(chǔ)能水泥混凝土路面融雪系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及試件制備

3.1.1設(shè)計(jì)思想

相變儲(chǔ)能路面融雪系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想與關(guān)鍵技術(shù)包括：采用熱融化法，選擇安全、理想、工程適用的發(fā)熱體熱源；引入相變材料，本文相變材料在水泥混凝土中的應(yīng)用主要應(yīng)用于城市中心廣場(chǎng)等。

3.1.2試件制備

相變儲(chǔ)能融雪系統(tǒng)以水泥混凝土為基礎(chǔ)建立并制備。系統(tǒng)組成材料包括：水泥混凝土；熱源；相變材料，相變點(diǎn)低的有機(jī)物質(zhì)(石蠟)，固-液類材料，封裝材料，以Ф30的鋼質(zhì)管狀為宜；密封材料等。相變材料與熱源結(jié)合構(gòu)成相變儲(chǔ)能發(fā)熱體，發(fā)熱體與水泥混凝土路面材料內(nèi)結(jié)合構(gòu)成路面融雪系統(tǒng)。

3.1.3實(shí)驗(yàn)原理

根據(jù)本文的研究設(shè)想將石蠟固體均勻放置于封裝材料為Ф30的鋼質(zhì)管中，在鋼質(zhì)管中的進(jìn)出口插入電極，通電后，電能轉(zhuǎn)換為熱能，被鋼質(zhì)管中的石蠟固體所吸收，隨著時(shí)間的推移，石蠟逐漸由固態(tài)變成液態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能效果。當(dāng)遇到低溫降雪天氣時(shí)，儲(chǔ)存在相變材料中的熱量逐漸釋放出來，石蠟由液態(tài)變成固態(tài)，實(shí)現(xiàn)放熱過程。從而可以解決道路融雪問題。

3.1.4材料選?。?/p>

導(dǎo)熱系數(shù)的大小表明金屬導(dǎo)熱能力大小，導(dǎo)熱系數(shù)越大，導(dǎo)熱熱阻值相應(yīng)降低，導(dǎo)熱能力增強(qiáng)。在金屬材料中，銅的導(dǎo)熱系數(shù)較高，但是成本高，不好加工。鋁的導(dǎo)熱系數(shù)在銅和鋼之間，但是強(qiáng)度不高。本文研究選擇鋼，主要在于其強(qiáng)度較高，生產(chǎn)加工容易，價(jià)格較便宜，故選擇鋼材。

表 1部分金屬導(dǎo)熱系數(shù)表

3.2相變儲(chǔ)能路面融雪系統(tǒng)的水凝混凝土試驗(yàn)

3.2.1相變儲(chǔ)能融雪體系水凝混凝土試件性能模擬試驗(yàn)

⑴為反映發(fā)熱體對(duì)水泥混凝土抗壓性能的影響，制作3 組水泥混凝土抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)尺寸試件（150×150×150mm）: a) 基準(zhǔn)試件；b) 放置相變儲(chǔ)能發(fā)熱體的試件( 其中的相變材料封裝管長(zhǎng)度取 25 cm)；c) 放置熱源（恒功率電伴熱帶）試件。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果：發(fā)熱體對(duì)水泥混凝土抗壓性能b>a>c。

⑵為反映發(fā)熱體對(duì)水泥混凝土抗折性能的影響，制作3組水泥混凝土抗折強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)尺寸試件（150×150×600mm）: a) 基準(zhǔn)試件; b) 放置相變儲(chǔ)能發(fā)熱體的試件( 其中的相變材料封裝管長(zhǎng)度取 25 cm) ; c) 放置熱源（恒功率電伴熱帶）試件。為減小誤差，每組試件為2塊水泥混凝土抗折強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)尺寸試件。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果：發(fā)熱體對(duì)水泥混凝土抗折性能b>a>c。

相變儲(chǔ)能路面融雪系統(tǒng)將熱融法路面除冰雪技術(shù)與相變材料的應(yīng)用相結(jié)合，旨在改善路面材料體系的熱穩(wěn)定性, 提高融雪功效，減輕溫度荷載對(duì)路面結(jié)構(gòu)與材料的損害; 在滿足融雪化冰供熱的前提下，節(jié)能效果顯著。

4.經(jīng)濟(jì)實(shí)用性及施工工藝

4.1根據(jù)國(guó)外相關(guān)工程的研究成果與經(jīng)驗(yàn)，確定相變材料在混凝土路面中的施工工藝

下承層的準(zhǔn)備----管線固定裝置的安裝----管線鋪設(shè)----管線注水打壓----道路材料的鋪筑----主干線的連接-----開放交通[5]

在實(shí)體工程的運(yùn)行實(shí)踐總結(jié)得出，普遍存在以下幾個(gè)方面的問題：

1．管材選取不合適，導(dǎo)致埋管系統(tǒng)產(chǎn)生過大的伸縮變形。

2．管道接頭處連接處置不合理，導(dǎo)致管道接頭處滲漏，從而引起不可彌補(bǔ)的現(xiàn)象。

3．熱媒介質(zhì)選擇不合適，導(dǎo)致寒冷季節(jié)使用時(shí)由于液體粘度過大而導(dǎo)致系統(tǒng)產(chǎn)生工作的負(fù)荷。

因次，在此實(shí)體工程的設(shè)計(jì)中采取下述措施避免上述問題的發(fā)生：

1．選擇熱膨脹系數(shù)較小的材料------鋼管。

2．埋設(shè)于路面內(nèi)部的管線不設(shè)接頭。在夏季氣溫較高時(shí)，進(jìn)行接頭的熱熔處理，避免溫度過高熱熔接頭不牢固。

3．采用低冰點(diǎn)的石蠟。

4.2效益分析

該技術(shù)初期投資提高120元每平方米，每次融雪費(fèi)用消耗為每平方米每小時(shí)0.32元，融雪效果100%，該系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制管理，即可無人值守遠(yuǎn)程監(jiān)控，根據(jù)天氣預(yù)報(bào)和遠(yuǎn)程監(jiān)控自動(dòng)進(jìn)行融雪。但綜合考慮融雪劑的使用費(fèi)用，減少路面凍融損壞維修費(fèi)用，節(jié)約機(jī)械除雪和人工除雪對(duì)道路造成的損傷的維修費(fèi)用，減少交通事故等造成的間接經(jīng)濟(jì)損失費(fèi)用。最重要的是達(dá)到路面和現(xiàn)代化管理要求及節(jié)能環(huán)保的要求，該技術(shù)是一項(xiàng)長(zhǎng)遠(yuǎn)有效的選擇。

參考文獻(xiàn)：

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相變材料范文第5篇

關(guān)鍵詞:建筑節(jié)能；相變材料；應(yīng)用意義

1相變材料分類

相變材料可以按照成份分類，主要為:無機(jī)相變材料、有機(jī)相變材料、復(fù)合相變材料等，其中還包括結(jié)晶水合鹽類。相變材料的應(yīng)用范圍較廣，具有一定的導(dǎo)熱優(yōu)勢(shì)，可以儲(chǔ)存較多熱量，在采購(gòu)中，可以減少采購(gòu)成本，提升建筑工程施工經(jīng)濟(jì)效益，但是，相變材料存在過冷度大等缺點(diǎn)。圖1相變材料中的有機(jī)材料主要包括:石蠟相變、羧酸等，此類材料的優(yōu)勢(shì)就是性能穩(wěn)定、不容易被腐蝕、相分離等，但是，建筑施工人員在應(yīng)用有機(jī)相變材料的時(shí)候，會(huì)受其熔點(diǎn)低、容易氧化等缺點(diǎn)的影響，無法提升建筑施工質(zhì)量。為了可以減少有機(jī)箱變材料的各類問題，建筑施工人員可以采購(gòu)復(fù)合材料，例如:有機(jī)材料混合物等，可以拓寬材料的應(yīng)用范圍。如果在施工中出現(xiàn)相變潛熱下降的現(xiàn)象，將會(huì)導(dǎo)致出現(xiàn)變性現(xiàn)象，因此，建筑施工技術(shù)人員在實(shí)際工作中，必須要應(yīng)用二元或是多元復(fù)合材料，提升建筑節(jié)能施工可靠性。目前，我國(guó)技術(shù)人員開始研制復(fù)合相變材料，積極開發(fā)新型材料，為建筑節(jié)能施工提供幫助。主要包括以下兩種:其一，技術(shù)人員開發(fā)出脂肪酸與多元醇等相變混合材料，將幾種原材料混合在一起，可以最大程度降低相變材料應(yīng)用成本，并發(fā)揮復(fù)合材料的應(yīng)用作用。其二，相關(guān)技術(shù)人員開發(fā)出不同多原材料混合相變?cè)牧?，形成共融的機(jī)質(zhì)，通過對(duì)相變溫度的調(diào)節(jié)，開發(fā)出各類具備相變優(yōu)勢(shì)的復(fù)合材料，提升建筑施工質(zhì)量。

2相變材料制備措施

在建筑施工之前，需要制備各類相變材料，將其與建筑原材料混合在一起，制備成為復(fù)合型的相變儲(chǔ)能機(jī)制，有利于儲(chǔ)存各類能源，提升節(jié)能性。具體措施包括以下幾點(diǎn):第一，科學(xué)應(yīng)用浸泡技術(shù)。此類技術(shù)的應(yīng)用，需要技術(shù)人員利用浸泡方式，將相變材料浸入多孔的建筑原材料基體中，例如:石膏墻板建筑原材料、水泥混凝土建筑原材料等，此類方式的優(yōu)點(diǎn)就是制作方式漸變，有利于將傳統(tǒng)的建筑原材料轉(zhuǎn)變成為相變儲(chǔ)能建筑材料。但是，在實(shí)際使用中，還會(huì)出現(xiàn)原材料浸泡不均勻的現(xiàn)象，無法發(fā)揮技術(shù)的節(jié)能作用。第二，合理應(yīng)用能量微球方式。技術(shù)人員需要利用微膠囊技術(shù)開展相關(guān)工作，或是通過納米復(fù)合技術(shù)對(duì)相變材料進(jìn)行處理，使其成為能量微球，然后將能量微球與建筑原材料基體融合在一起，制作成為復(fù)合型的相變建筑儲(chǔ)能原材料，此類方式從制備開始到最后，都需要技術(shù)人員對(duì)其進(jìn)行全面的控制，可以制備出復(fù)合型的原材料，例如:制備界面聚合原材料，將石膏與相變微膠囊結(jié)合在一起，使其成為儲(chǔ)存能源的建筑材料，提升節(jié)能效果。同時(shí)，技術(shù)人員可以利用溶膠與凝膠等技術(shù)方式制備建筑相變?cè)牧?，或是利用二氧化硅納米復(fù)合技術(shù)制備建筑原材料，以此提高相變材料的應(yīng)用可靠性，減少其中存在的能量微球應(yīng)用問題，正確隔離相變材料與建筑基體，通過化學(xué)性能起到保護(hù)作用。另外，應(yīng)用相變材料有利于對(duì)建筑原材料進(jìn)行固態(tài)化處理，規(guī)避各類破壞性問題，提升建筑材料的應(yīng)用價(jià)值。第三，適當(dāng)應(yīng)用直接混合方式。技術(shù)人員在應(yīng)用直接混合方式的時(shí)候，可以將相變材料與建筑基體直接融合在一起，例如:將相變材料與硅石放置在一起，在此期間，必須要保證硅石為半流動(dòng)性的粉狀，同時(shí)，技術(shù)人員要將其與建筑材料基體融合在一起。再如:在制作建筑石膏板原材料的時(shí)候，技術(shù)人員可以利用94%的正十八烷與4%的正十六烷融合在一起，使其成為質(zhì)量符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的相變材料，同時(shí)，技術(shù)人員還要利用能量微球制作方式對(duì)其進(jìn)行處理，以便于相變材料與建筑石膏板原材料混合在一起，保證石膏板可以從傳統(tǒng)的原材料轉(zhuǎn)變成為變相能源儲(chǔ)存類型的材料。另外，技術(shù)人員需要將變相材料與灰泥融合在一起，保證可以制備出具有儲(chǔ)存能量?jī)?yōu)勢(shì)的砂漿，提升建筑節(jié)能性。目前，我國(guó)建筑行業(yè)技術(shù)人員在實(shí)際研究與開發(fā)中，已經(jīng)得到良好的成效，并將相變材料推廣到建筑工程施工中，可以提升建筑材料的節(jié)能效果，并制作出各類形狀的建筑構(gòu)件，滿足現(xiàn)代化工程施工不同需求，加快建筑節(jié)能施工的發(fā)展速度。

3建筑節(jié)能中相變材料應(yīng)用措施

在建筑節(jié)能施工中，建筑技術(shù)人員利用相變材料開展施工工作，可以轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)建筑方式，打破傳統(tǒng)技術(shù)模型的局限性，提升建筑節(jié)能施工有效性，具體應(yīng)用主要分為以下幾類:第一，建筑技術(shù)人員將相變材料與建筑圍護(hù)材料融合在一起，制作成為相變儲(chǔ)蓄功能的圍護(hù)結(jié)構(gòu)，在實(shí)際應(yīng)用中，可以對(duì)室內(nèi)溫度進(jìn)行有效的調(diào)控，在冬季中，可以儲(chǔ)存較多熱力能源。在夏季中，可以減少室內(nèi)外建筑物溫度差，散發(fā)較多的熱力能源，延緩室內(nèi)氣溫高峰問題，提升建筑物的室內(nèi)溫度調(diào)節(jié)能力，甚至可以改善室內(nèi)熱環(huán)境，減少空調(diào)等機(jī)械設(shè)備的使用，全面優(yōu)化室內(nèi)環(huán)境。例如:建筑施工技術(shù)人員將石膏板與變相微球混合在一起，加入一些具有儲(chǔ)存能量?jī)?yōu)勢(shì)的建筑墻板原材料，可以轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)內(nèi)壁材料的應(yīng)用方式，減少室內(nèi)溫度波動(dòng)問題，為人們營(yíng)造舒適的室內(nèi)環(huán)境，同時(shí)，此類建筑節(jié)能材料的應(yīng)用，有利于控制建筑施工成本，提高施工企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益［1］。第二，建筑技術(shù)人員將相變材料與大體積混凝土建筑原材料融合在一起，制作成為具有溫度控制性能的混凝土結(jié)構(gòu)。此類建筑材料的應(yīng)用，可以全面控制混凝土的溫度，減少結(jié)構(gòu)內(nèi)外溫度差，避免出現(xiàn)混凝土內(nèi)部溫度迅速提升問題，延緩混凝土的溫度高峰時(shí)間。此類建筑方式的應(yīng)用，可以減少施工技術(shù)人員在大體積混凝土中冷卻管的設(shè)置，全面解決混凝土內(nèi)外溫度差的裂縫問題，提升建筑施工質(zhì)量。同時(shí)，還能改變建筑原材料的使用性能，延長(zhǎng)其使用壽命，簡(jiǎn)化施工流程，降低施工成本，有利于控制建筑工程造價(jià)，節(jié)約經(jīng)濟(jì)支出。當(dāng)前，我國(guó)建筑企業(yè)在應(yīng)用相變材料制作大體積混凝土結(jié)構(gòu)的時(shí)候，可以依據(jù)各類理論知識(shí)開展相關(guān)技術(shù)工作，提升混凝土溫度控制有效性與可靠性，達(dá)到建筑節(jié)能目的［2］。第三，建筑技術(shù)人員將相變材料應(yīng)用與磚材料結(jié)合，就是在燒磚的時(shí)候，將相變材料填入多孔燒磚孔穴中，就可以制備成為具有儲(chǔ)能優(yōu)勢(shì)的磚材料。此類制備方式的流程較為簡(jiǎn)單，容易調(diào)節(jié)建筑原材料熱性能，但是，在實(shí)際制備中，還存在強(qiáng)度不足等缺陷，相變磚材料的填充位置直接影響使用性能，若不能保證填充均勻性，將出現(xiàn)難以解決的質(zhì)量問題。在現(xiàn)代化建筑技術(shù)研究中，技術(shù)人員針對(duì)此類問題提出意見，要求制備相變磚材料中，可以將烷烴基填充在轉(zhuǎn)孔穴中，然后對(duì)其進(jìn)行全面的制備處理，以保證相變磚材料的應(yīng)用質(zhì)量符合相關(guān)規(guī)定［3］。第四，建筑技術(shù)人員需要將相變材料融入到陶瓷建筑材料中，選擇石蠟材料作為中心系統(tǒng)，利用水性環(huán)氧樹脂開展陶瓷壁的制備工作，有利于提升陶瓷材料的儲(chǔ)能效果，減少傳統(tǒng)陶瓷材料的應(yīng)用問題

4建筑節(jié)能中相變材料應(yīng)用意義分析

在建筑節(jié)能施工中，施工技術(shù)人員應(yīng)用相變材料，具有明顯的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，有利于節(jié)約建筑能源，控制建筑成本，減少施工中的經(jīng)濟(jì)支出，提高建筑企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。建筑節(jié)能中應(yīng)用相變材料，可以有效儲(chǔ)存熱力能源，有利于對(duì)建筑溫度進(jìn)行控制，可以根據(jù)建筑內(nèi)部環(huán)境的溫度變化情況，發(fā)揮吸熱或是放熱功能。建筑節(jié)能工程中技術(shù)人員應(yīng)用相變材料，具有無毒無害的優(yōu)勢(shì)，有利于改善生態(tài)環(huán)境，并延長(zhǎng)建筑材料使用壽命，提升相變穩(wěn)定性，簡(jiǎn)化各類建筑施工流程。但是，目前我國(guó)在研制相變材料的過程中，還沒有開發(fā)出更多建筑原材料，難以滿足建筑節(jié)能施工要求，部分技術(shù)人員過于重視相變潛熱性能，忽視原材料的選擇，無法在工程施工中全面開展各類研究工作，甚至?xí)霈F(xiàn)一些難以解決的問題。因此，我國(guó)建筑技術(shù)人員必須要根據(jù)建筑節(jié)能工程施工要求，全面開發(fā)各類相變材料。建筑節(jié)能工程施工技術(shù)人員在應(yīng)用相變材料的時(shí)候，必須要重視大體積混凝土施工材料的制備，利用先進(jìn)技術(shù)對(duì)其進(jìn)行處理，在應(yīng)用相變材料制備大體積混凝土之后，有利于延長(zhǎng)混凝土的使用壽命，減少混凝土各類裂縫因素，避免出現(xiàn)原材料浪費(fèi)的現(xiàn)象，提升建筑工程施工合理性與有效性，減少其中存在的問題。在未來發(fā)展中，建筑節(jié)能中相變材料的應(yīng)用，會(huì)向著節(jié)能方向發(fā)展，除了可以儲(chǔ)存能量之外，還能提升建筑環(huán)境的舒適度，減少圍護(hù)結(jié)構(gòu)對(duì)于建筑外部環(huán)境的刺激，轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)建筑材料的應(yīng)用性能，以此提高建筑節(jié)能工程的施工質(zhì)量。在人們對(duì)節(jié)能施工技術(shù)的認(rèn)知日益加深的情況下，相變材料會(huì)廣泛應(yīng)用在建筑施工中，利用相變儲(chǔ)能方式改善建筑材料的應(yīng)用性能，提升建筑工程的施工質(zhì)量與節(jié)能性。

5結(jié)語

在建筑節(jié)能工程施工中，技術(shù)人員需要合理應(yīng)用相變材料，并利用先進(jìn)制備方式對(duì)其進(jìn)行處理，保證可以減少其中存在的各類能源消耗問題，降低建筑工程的施工成本，并增強(qiáng)材料能量?jī)?chǔ)存能力，為人們營(yíng)造舒適的空間。

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