以石蠟為相變材料,膨脹石墨為基體材料,采用熔融混合法制備不同配比的膨脹石墨/石蠟復(fù)合相變蓄熱材料并壓制成形。對(duì)制備的復(fù)合相變材料進(jìn)行物相分析及結(jié)構(gòu)和熱性能表征,并考察了定形復(fù)合相變材料的熱穩(wěn)定性。測(cè)試結(jié)果表明,采用該方法制備的復(fù)合相變材料沒有新物質(zhì)生成,性質(zhì)穩(wěn)定。當(dāng)未定形的相變材料中膨脹石墨的含量達(dá)到10%時(shí),石蠟吸附完全,相變潛熱最大。通過對(duì)定形復(fù)合相變材料進(jìn)行熱循環(huán)實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)當(dāng)膨脹石墨含量為30%時(shí),石蠟不易滲出,循環(huán)熱穩(wěn)定性好,具有應(yīng)用價(jià)值。 

【文章來源】：材料導(dǎo)報(bào). 2016年12期 北大核心

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圖２可膨脹石墨（ａ）與膨脹石墨（ｂ）的ＳＥＭ微觀形貌Ｆｉｇ．２ＳＥＭｍｉｃｒｏｇｒａｐｈｓｏｆｇｒａｐｈｉｔｅｎａｎｏｓｈｅｅｔｓ（ａ）ａｎｄ（）

具有天然石墨耐高溫、耐氧化、耐腐蝕、導(dǎo)熱性良好等優(yōu)點(diǎn)，而且網(wǎng)狀空隙結(jié)構(gòu)良好，比表面積大，表面活性高，吸附性強(qiáng)［８］。圖２可膨脹石墨（ａ）與膨脹石墨（ｂ）的ＳＥＭ微觀形貌Ｆｉｇ．２ＳＥＭｍｉｃｒｏｇｒａｐｈｓｏｆｇｒａｐｈｉｔｅｎａｎｏｓｈｅｅｔｓ（ａ）ａｎｄｅｘｐａｎｄｅｄｇｒａｐｈｉｔｅ（ｂ）稱�。埃担绮煌蛎浭康膹�(fù)合材料（５％、６％、７％、８％、１０％），放在干凈的濾紙上，置于６０℃干燥箱中保溫３ｈ后，其滲出情況如圖３所示。對(duì)比發(fā)現(xiàn)，隨著膨脹石墨含量的增加，復(fù)合材料石蠟的滲出量變少。當(dāng)膨脹石墨含量為１０％時(shí)，滲出現(xiàn)象不明顯，幾乎沒有滲出。因此，對(duì)于復(fù)合相變材料，膨脹石墨完全吸附石蠟其含量應(yīng)至少達(dá)到１０％。圖３不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的膨脹石墨復(fù)合材料的滲出情況Ｆｉｇ．３ＴｈｅｌｅａｋａｇｅｏｆＥＧ／ｐａｒａｆｆｉｎｃｏｍｐｏｓｉｔｅＰＣＭｓｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔＥＧｍａｓｓｆｒａｃｔｉｏｎｓ不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)（膨脹石墨含量為６％、７％、８％、１０％）的復(fù)合相變材料的ＳＥＭ圖如圖４所示。結(jié)果表明，隨著膨脹石墨含量的增加，其對(duì)石蠟的吸附效果越明顯，同時(shí)膨脹石墨保留蠕蟲狀的特殊結(jié)構(gòu)。復(fù)合相變材料中膨脹石墨的含量為１０％時(shí)，膨脹石墨仍存在一些可以吸附石蠟的孔洞。當(dāng)膨脹石墨含量為６％、７％、８％時(shí)，膨脹石墨的孔洞幾乎完全被石蠟填滿，其吸附量達(dá)到飽和。因此，這種狀態(tài)下膨脹石墨對(duì)石蠟的吸附量最大，同時(shí)在熱循環(huán)過程中石蠟不易滲出，效果較好，因此膨脹石墨添加的質(zhì)量分?jǐn)?shù)應(yīng)為１０％。·６２·材料導(dǎo)報(bào)Ｂ：研究篇２０１６年

圖４不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的膨脹石墨復(fù)合相變材料的ＳＥＭ圖Ｆｉｇ．４ＳＥＭｍｉｃｒｏｇｒａｐｈｓｏｆｔｈｅＥＧ／ｐａｒａｆｆｉｎｃｏｍｐｏｓｉｔｅＰＣＭｓｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔＥＧｍａｓｓｆｒａｃｔｉｏｎｓ２．３復(fù)合相變材料的熱性能分析圖５是相變材料的ＤＳＣ檢測(cè)分析結(jié)果，其中峰的面積表示材料相變潛熱的大校石蠟的ＤＳＣ曲線在２９．６６℃出現(xiàn)１個(gè)固－固相變吸熱峰，相變潛熱為２８．０１Ｊ／ｇ，在４８．６９℃出現(xiàn)了１個(gè)固－液相變吸熱峰，相變潛熱為１４１．０８Ｊ／ｇ，固－液吸熱峰的面積明顯大于固－固吸熱峰的面積，這同石蠟主要以固－液相變蓄熱為主是一致的。石蠟在整個(gè)過程的相變潛熱為１６９．０９Ｊ／ｇ。在膨脹石墨含量為６％的復(fù)合相變材料的ＤＳＣ曲線中也出現(xiàn)了２個(gè)吸熱峰，包括在２８．６９℃的固－固相變吸熱峰和在４７．２３℃的固－液相變吸熱峰；同時(shí)，在３１．１８℃（接近２８．６９℃的固－固相變吸熱峰）的位置出現(xiàn)了１個(gè)比圖５石蠟和６％膨脹石墨的相變材料的ＤＳＣ曲線Ｆｉｇ．５ＤＳＣｃｕｒｖｅｓｏｆｔｈｅｐｕｒｅｐａｒａｆｆｉｎａｎｄ６％ＥＧ／ｐａｒａｆｆｉｎｃｏｍｐｏｓｉｔｅＰＣＭｓ較小的吸熱峰，由于其相變潛熱較�。ǎ埃福常剩纾�，所以并不影響復(fù)合材料的蓄熱性能。表１是石蠟和膨脹石墨含量分別為４％、６％、８％、１０％的復(fù)合相變材料的ＤＳＣ測(cè)試結(jié)果。通過對(duì)比發(fā)現(xiàn)復(fù)合材料的固－固相變溫度和固－液相變溫度都比石蠟的相變溫度稍有降低，這是由于膨脹石墨的導(dǎo)熱系數(shù)高、膨脹性好，在復(fù)合材料

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]石蠟在相變儲(chǔ)能中的研究與應(yīng)用進(jìn)展[J]. 王小鵬,張毅,李東旭.  材料導(dǎo)報(bào). 2010(S2)
[2]石墨/石蠟復(fù)合相變儲(chǔ)熱材料的熱性能研究[J]. 張秀榮,朱冬生,高進(jìn)偉,吳淑英.  材料研究學(xué)報(bào). 2010(03)



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