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随着全球能源危机的加剧,太阳能的利用和发展得到越来越多的重视,但太阳能存在不稳定性和间歇性的缺点。将相变材料与太阳能蓄热技术结合,运用于地板辐射采暖系统等,可以有效提高太阳能的利用率,改善应用环境的温度条件。目前,复合相变材料已成为研究热点。因为单一相变材料的应用场合具有局限性,而复合相变材料可有效调节相变温度,扩大应用温度范围,且能克服相变泄漏和导热率低等缺点,因此研究复合相变蓄热材料具有重要意义。本课题通过实验,开展了癸酸-石蜡-膨胀石墨(CA-PW-EG)新型复合相变材料的制备及定形性分析。本文的主要研究工作和结论如下:本文采用不同方法制备膨胀石墨,并通过比表面积与孔隙率测定仪和SEM(扫描电镜)分析其微观结构,实验表明,32目可膨胀石墨在900℃下膨化5s,所得产物即为吸附和导热性能良好的支撑材料。选取癸酸和52号石蜡为相变材料,采用熔融混合法制备质量配比为CA:PW=92.8:7.2的二元低共熔混合物,理论相变温度是28.96℃。通过DSC(差示扫描量热仪)检测分析发现,该混合物处于低共熔状态,熔化和凝固温度分别为30.05℃和27.41℃,熔化焓和凝固焓高达146.5353J·g-1和148.1398J·g-1,为理想的相变芯材。采用物理吸附法制备不同CA-PW含量的复合相变材料,利用SEM和XRD(X射线衍射仪)对其微观结构和物相进行表征,利用DSC、TG(热重分析仪)和热循环试验分别检测其蓄热能力和热稳定性。实验结果表明,CA-PW的含量为80%的复合相变材料几乎无相变泄漏,在经过150次热循环后,热失重率为0.69%,膨胀石墨吸附效果较好。检测结果表明,该配比的样品各原料间仅为物理吸附,熔化温度和潜热分别为29.75℃和117.9275J·g-1 凝固温度和潜热分别为24.84℃和119.2193J·g1,具有良好的热物性,且在65.32℃开始失重,具有良好的热稳定性。经过150次热循环后,样品的熔化和凝固潜热的降低率分别为10.26%和7.16%。蓄、放热性能实验表明复合相变材料相比于相变芯材,升降温速率分别提高了 73.0%和70.0%,相变速率提高了 86.5%,导热性能明显提升。对复合相变材料进行定形性分析,发现当CA-PW的含量为65%时,制得的样品几乎无相变泄漏。经过150次热循环后,样品的失重率为0.64%,直径和厚度的膨胀率分别为0.48%和0.53%,具有良好的热稳定性。将CA-PW含量为80%的复合相变材料运用到地板辐射采暖系统中,采用Fluent软件模拟其蓄放热性能,表明蓄热8h后可单独供暖6h以上,性能良好。