本文關(guān)鍵詞：中間相瀝青基泡沫炭改性及其相變儲(chǔ)能材料的研究

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【摘要】：用石墨泡沫作為相變儲(chǔ)能材料的容器具有提高傳熱速率、增強(qiáng)材料強(qiáng)度、耐腐蝕、耐環(huán)境老化而且提升相變材料使用壽命的特點(diǎn)。但是石墨泡沫導(dǎo)熱和力學(xué)性能的研究還有優(yōu)化的空間,尤其是對(duì)于石墨泡沫改性應(yīng)用在相變儲(chǔ)能領(lǐng)域仍然少有人研究。作者以采用自發(fā)泡法制備泡沫炭生料,并經(jīng)過(guò)碳化和石墨化得到石墨泡沫。再將相變材料用熔融浸滲法與碳泡沫或者石墨泡沫復(fù)合,研究?jī)?nèi)容包括：1、在中間相瀝青基發(fā)泡過(guò)程中,選擇適合的發(fā)泡溫度330℃,并調(diào)整發(fā)泡壓力從2MPa到10MPa,利用X射線衍射儀、掃描電子顯微鏡表征其微觀形貌結(jié)構(gòu)的改變,用激光熱導(dǎo)儀和萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)探究壓力對(duì)泡沫炭體積密度、物理性能的影響。2、對(duì)中間相瀝青進(jìn)行摻雜改性,調(diào)制中間相瀝青漿料,添加納米碳粉、石墨粉、納米碳管和碳化硼粉末進(jìn)行改性,研究孔隙率、孔徑分布、韌帶寬度、石墨化度和結(jié)晶度等性能受到改性填料的影響,比較得出,添加20wt%石墨粉對(duì)泡沫炭的力學(xué)性能有最優(yōu)的影響,抗壓強(qiáng)度可以達(dá)到8.07MPa,添加1wt%納米碳管在1600℃碳化條件下可以達(dá)到導(dǎo)熱最優(yōu)效果,為7.1 W/(m·K),石墨化后可達(dá)到14.51W/(m·K)。3、使用熔融浸滲法將純泡沫炭和改性泡沫炭分別復(fù)合,比較浸滲比率、相變潛熱改性前后的不同發(fā)現(xiàn)：綜合考慮導(dǎo)熱和抗壓強(qiáng)度后,選擇添加1wt%納米碳管得到的相變材料為最佳工藝條件,浸滲率為164.4%,潛熱為142.5kJ/kg。
【關(guān)鍵詞】：泡沫炭 填充改性 相變材料 儲(chǔ)能
【學(xué)位授予單位】：北京化工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TB34;TQ127.11
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-12
• 第一章 緒論12-38
• 1.1 前言12
• 1.2 研究現(xiàn)狀12-36
• 1.2.1 泡沫炭研究現(xiàn)狀12-25
• 1.2.2 相變儲(chǔ)能材料研究現(xiàn)狀25-35
• 1.2.3 碳基相變儲(chǔ)能材料研究進(jìn)展35-36
• 1.3 本文的創(chuàng)新之處36-38
• 第二章 實(shí)驗(yàn)方法與表征手段38-44
• 2.1 實(shí)驗(yàn)所用原材料及設(shè)備38-39
• 2.1.1 原料與試劑38
• 2.1.2 裝置與設(shè)備38-39
• 2.2 實(shí)驗(yàn)方案與技術(shù)路線39-40
• 2.2.1 泡沫炭制備39
• 2.2.2 泡沫炭的改性及相變復(fù)合材料的制備39-40
• 2.2.3 相變材料選擇及浸滲工藝分析40
• 2.3 測(cè)試分析方法40-44
• 2.3.1 熱失重分析(TG)40-41
• 2.3.2 中間相瀝青的顯微結(jié)構(gòu)41
• 2.3.3 泡沫炭微觀形貌測(cè)試41
• 2.3.4 密度及真氣孔率測(cè)試41
• 2.3.5 力學(xué)性能測(cè)試41
• 2.3.6 熱導(dǎo)率測(cè)試41
• 2.3.7 石墨的晶體結(jié)構(gòu)參數(shù)41-44
• 第三章 結(jié)果與討論44-66
• 3.1 泡沫炭的制備工藝探究44-49
• 3.1.1 發(fā)泡溫度及相關(guān)性能探究44-45
• 3.1.2 發(fā)泡壓力及其對(duì)泡沫炭微觀孔隙結(jié)構(gòu)的影響45-47
• 3.1.3 發(fā)泡壓力及其對(duì)泡沫炭力學(xué)性能的影響47-48
• 3.1.4 發(fā)泡壓力及其對(duì)泡沫炭微觀韌帶結(jié)構(gòu)的影響48-49
• 3.2 泡沫炭的改性及表征49-59
• 3.2.1 不同填料對(duì)于泡沫炭微觀孔隙結(jié)構(gòu)的影響49-50
• 3.2.2 不同填料對(duì)于泡沫炭力學(xué)性能的影響50-51
• 3.2.3 不同填料對(duì)于泡沫炭微觀韌帶結(jié)構(gòu)的影響51-53
• 3.2.4 石墨粉對(duì)于泡沫炭性能的影響53-54
• 3.2.5 納米碳管對(duì)于泡沫炭性能的影響54-56
• 3.2.6 添加不同填料對(duì)泡沫炭導(dǎo)熱性能的影響56-59
• 3.3 改性泡沫炭相變儲(chǔ)能材料浸滲性能的研究59-66
• 3.3.1 幾種相變材料的比較59-61
• 3.3.2 不同填料對(duì)泡沫炭浸滲性能的影響61-66
• 第四章 結(jié)論66-68
• 參考文獻(xiàn)68-76
• 致謝76-78
• 研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文78-80
• 作者與導(dǎo)師簡(jiǎn)介80-81
• 附件81-82

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本文編號(hào)：592000