癸酸、棕櫚酸、硬脂酸形成的三元低共熔物與膨脹石墨通過真空浸漬法制備出新型癸酸-棕櫚酸-硬脂酸/膨脹石墨儲能復(fù)合相變材料,適宜的質(zhì)量比為m（癸酸）∶m（棕櫚酸）∶m（硬脂酸）=77.0∶11.5∶11.5,m（癸酸-棕櫚酸-硬脂酸）∶m（膨脹石墨）=13∶1。采用DSC、FT-IR、TG、SEM、冷熱循環(huán)實驗和蓄/放熱實驗研究了材料的結(jié)構(gòu)和熱性能。SEM和FT-IR分析結(jié)果表明低共熔物與膨脹石墨是通過物理吸附方式結(jié)合。DSC結(jié)果表明復(fù)合材料融化和凝固時的相變溫度為28.93℃和16.32℃,相變潛熱為137.38J/g和141.51J/g。TG結(jié)果表明復(fù)合相變材料在100℃以下具有良好的熱穩(wěn)定性。500次熱循環(huán)和蓄/放熱實驗表明循環(huán)前后復(fù)合相變材料的熱可靠性好,且使用壽命長。膨脹石墨的添加改善了復(fù)合材料的熱性能和熱導(dǎo)率。研究表明制備的新型復(fù)合相變材料具有合適的相變溫度、較高的相變潛熱和熱導(dǎo)率,熱性能穩(wěn)定可靠,可用于低溫蓄能領(lǐng)域。 

【文章來源】：材料導(dǎo)報. 2017年14期 第52-56頁 北大核心

【文章頁數(shù)】：5 頁

【部分圖文】：

圖１固－液兩相平衡圖：（ａ）為ＣＡ和ＰＡ的兩相平衡圖；（ｂ）為ＣＡ－ＰＡ和ＳＡ的兩相平衡圖Ｆｉｇ．１Ｓｏｌｉｄ－ｌｉｑｕｉｄｅｑｕｉｌｉｂｒｉｕｍｐｈａｓｅｄｉａｇｒａｍ：（ａ）ｅｑｕｉｌｉｂｒｉｕｍｐｈａｓｅｄｉａｇｒａｍｆｏｒＣＡａｎｄＰＡ；（ｂ）ｅｑｕｉｌｉｂｒｉｕｍ

三元低共熔物的實際相變溫度為２７．１１℃（與式（１）計算的２４．４７℃較為接近），這一溫度適用于低溫儲能領(lǐng)域，但相態(tài)改變時的液體流動問題限制了其應(yīng)用。２．２ＣＡ－ＰＡ－ＳＡ和ＥＧ的適宜質(zhì)量比ＥＧ的吸附能力強，但不能無限吸附，有必要確定ＣＡ－ＰＡ－ＳＡ和ＥＧ的適宜質(zhì)量比。取１０份０．５０００ｇ不同質(zhì)量比的ＣＡ－ＰＡ－ＳＡ／ＥＧ置于濾紙中間，在６５℃烘箱中加熱１ｈ，結(jié)果如圖３所示。圖３ＣＡ－ＰＡ－ＳＡ／ＥＧ熱處理前后的對比圖：（ａ）熱處理前；（ｂ）熱處理后Ｆｉｇ．３ＣｏｍｐａｒｉｓｏｎｐｈｏｔｏｇｒａｐｈｓｏｆＣＡ－ＰＡ－ＳＡ／ＥＧ（ａ）ｂｅｆｏｒｅａｎｄ（ｂ）ａｆｔｅｒｈｅａｔｔｒｅａｔｍｅｎｔ對比圖３中熱處理前后結(jié)果，可明顯看出熱處理后Ａ１、Ａ２和Ａ３沒有出現(xiàn)油漬，Ａ４—Ａ１０的油漬面積隨著ＣＡ－ＰＡ－ＳＡ質(zhì)量的增加而擴大，這是因為隨著ＣＡ－ＰＡ－ＳＡ的質(zhì)量增加，ＥＧ多孔結(jié)構(gòu)不能再吸附多余融化的ＣＡ－ＰＡ－ＳＡ，從ＥＧ孔結(jié)構(gòu)中流出后被濾紙吸收。表１不同質(zhì)量比的ＣＡ－ＰＡ－ＳＡ／ＥＧ熱處理前后的質(zhì)量變化Ｔａｂｌｅ１ＭａｓｓｖａｒｉａｔｉｏｎｏｆＣＡ－ＰＡ－ＳＡ／ＥＧｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔｍａｓｓｒａｔｉｏｂｅｆｏｒｅａｎｄａｆｔｅｒｔｈｅｒｍａｌｔｒｅａｔｍｅｎｔＳａｍｐｌｅｍ（ＣＡ－ＰＡ－ＳＡ）∶ｍ（ＥＧ）Ｍａｓｓａｆｔｅｒｈｅａｔｔｒｅａｔｍｅｎｔ／ｇＭａｓｓｌｏｓｓｒａｔｅ／％Ａ１１１∶１０．４９７６０．４８Ａ２１２∶１０．４９０１１．９８Ａ３１３∶

ｓｐｅｃｔｒａｏｆＥＧ，ＣＡ－ＰＡ－ＳＡａｎｄＣＡ－ＰＡ－ＳＡ／ＥＧＥＧ的最大紅外吸收峰在３６００～３３００ｃｍ－１，１６１８．０１ｃｍ－１處是石墨碳骨架的振動吸收峰。ＣＡ－ＰＡ－ＳＡ／ＥＧ與ＣＡ－ＰＡ－ＳＡ在２９５７ｃｍ－１、２８５４ｃｍ－１、１７１０ｃｍ－１、１４１５ｃｍ－１和９４０ｃｍ－１附近都有相同的特征吸收峰，且沒有出現(xiàn)新的吸收峰，說明ＣＡ－ＰＡ－ＳＡ和ＥＧ之間的吸附是依靠表面張力和毛細作用的物理吸附。圖５為ＥＧ和ＣＡ－ＰＡ－ＳＡ／ＥＧ的表面形態(tài)。由圖５（ａ）可知，ＥＧ是多孔結(jié)構(gòu)材料且比表面積大。由圖５（ｂ）可知，ＥＧ吸收ＣＡ－ＰＡ－ＳＡ后孔結(jié)構(gòu)沒有改變。由此推知，ＥＧ的孔結(jié)構(gòu)為復(fù)合材料提供了機械支撐，且因ＣＡ－ＰＡ－ＳＡ的高浸潤性與ＥＧ相容性良好；ＥＧ毛細作用和表面張力阻止了融化ＣＡ－ＰＡ－ＳＡ的滲漏［１９］。圖５（ａ）ＥＧ和（ｂ）ＣＡ－ＰＡ－ＳＡ／ＥＧ的掃描電鏡圖Ｆｉｇ．５ＳＥＭｉｍａｇｅｓｏｆ（ａ）ＥＧａｎｄ（ｂ）ＣＡ－ＰＡ－ＳＡ／ＥＧ２．４ＣＡ－ＰＡ－ＳＡ／ＥＧ的熱性能圖６為ＣＡ－ＰＡ－ＳＡ／ＥＧ冷／熱循環(huán)５００次前后的ＤＳＣ曲線。由圖６可知，５００次熱循環(huán)前ＣＡ－ＰＡ－ＳＡ／ＥＧ的融化溫度、凝固溫度分別為２８．９３℃和１６．３２℃，相變潛熱為１３７．３８Ｊ／ｇ和１４１．５１Ｊ／ｇ。５００次熱循環(huán)后ＣＡ－ＰＡ－ＳＡ／ＥＧ的融化溫度、凝固溫度分別為２８．９４℃和１

【參考文獻】：
期刊論文
[1]膨脹石墨/硬脂酸復(fù)合相變材料的相變動力學(xué)[J]. 李云濤,晏華,汪宏濤,王群.  材料研究學(xué)報. 2016(12)
[2]脂肪酸類相變材料傳熱及液相滲漏的研究進展[J]. 黃雪,崔英德,張步寧,馮光炷,尹國強.  化工進展. 2014(10)



本文編號：2902577