相变储能材料

相变储能材料 摘要:文章介绍相变储能材料的简介、分类、载体以及制备方法，介绍了相变储能的原理和相变储能材料热物性及工作性能;对相变储能材料的发展现状进行了综述， 并对相变储能材料在发展和应用中的广阔前景做了展望。 关键词:相变材料 储能 原理 应用 前景 Phase Change Materials Abstract:The introduction of the phase change materials and the species of phase change materials are introduced in this paper, the vectors and preparation methods are discussed in this paper. The principle of phase change energy storage and phase change materials’ thermal properties and performance are also discussed.In this paper, the development of phase change materials’ status is reviewed.And finally the development and application of phase change materials are prospected in the broad . Key words:phase change materials;stored energy; theory;applications;Prospect 0 引言 能源是人类生存和发展的基础，随着科学技术的发展，人类对能源的需求日益增加，对能源的利用率提出了越来越高的要求。储能技术不仅可以减少能耗，还能把用热高峰转移到当日或季节的用热低谷中去，起到“削峰填谷”的作用，相变材料储能是近年来在能源利用研究中十分活跃的领域。目前，对PCMs的研究集中在新型PCMs的制备、PCMs的封装及应用等方面。 1 PCMs的简述 相变材料是指在一定的温度范围内可改变物理状态(固,液，液,气，固,固)的材料，以环境与体系的温度差为推动力，实现储、放热功能，并且在相变过程中，材料的温度几乎保持不变。作为相变储能材料主要应满足的要求有:合乎需要的相变温度;足够大的相变热;性能稳定，可反复使用;相变时的膨胀收缩率小;导热性好，相变速度快;相变可逆性好; [1]原料价廉易得等。 1.相变储能材料分类 相变储能材料的种类很多，存在形式也多种多样。按相变温度的范围分为:高温(>250?)、中温(100~250 ?)和低温(<100 ?)储能材料;按相变的方式分为固固相变、固液相变、固气相变 和液气相变材料。虽然固气和液气转化时伴随的相变潜热远大于固固和固液转化时的相变潜热，但是由于固气和液气转化时有气体产生，相变材料体积变化非常大，故很难应用于 \ 第 1 页 共 11 页 [2]实际工程中。按材料的组成成分可分为无机类和有机类(包括高分子类)储能材料。 (1)无机相变材料 无机相变材料种类繁多，主要包括以结晶水合盐类为代表的中低温相变材料和以熔融盐类为代表的高温相变材料。结晶水合盐类用得较多的是碱金属及碱土金属的卤化物、硫酸盐、磷酸 盐、硝酸盐、乙酸盐、碳酸盐的水合物。在日常生活中，我们常用无机水和盐相变材料见下表: 相变材料 熔点/? 熔解热J/g 防过冷剂 防相分离剂 硫酸钠 32.4 250.8 硼砂 高吸水树脂 十二烷基苯磺酸钠 醋酸钠 58.2 250.8 Zn(OAc)2 明胶、树胶 Pb(OAc)2 阴离子表面活性剂 氯化钙 29 180 BaS 二氧化硅、膨润土、 CaSO4 聚乙烯醇 磷酸氢二钠 35 205 硼砂、石墨 聚丙烯酰胺 [3]高温熔融盐主要有氟化物、氯化物、硝酸盐、硫酸盐等。它们具有较高的相变温度 ,从几百摄氏度至几千摄氏度 ,因而相变潜热较大。固 -固相变储能材料是利用材料的状态改变来储、放热的材料。目前 ,此类无机盐高温相变储能材料已研究过的有,等物KHFNHSCN24 质。的熔化温度为 196 ?,熔化热为 142 kJ/kg;从室温加热到 150 ?发KHFNHSCN24 生相变时 ,没有液相生成 ,相转变焓较高 ,相转变温度范围宽 ,过冷程度轻 ,稳定性好 ,不腐蚀 ,是一种很有发展前途的储能材料。 无机盐高温相变复合储能材料近年来 ,高温复合相变储能材料应运而生 ,其既能有效克服单一的无机物或有机物相变储能材料存在的缺点 ,又可以改善相变材料的应用效果以及拓展其应用范围。因此 ,研制高温复合相变储能材料已成为储能材料领域的热点研究课 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 之一。目前,已研究的无机盐高温复合相变材料主要有 3类:金属基 /无机盐相变复合材料、无机盐 /陶瓷基相变复合材料和多孔石墨基 /无机盐相变复合材料。 ?金属基 /无机盐相变复合材料: 金属基主要包括铝基泡沫铝和镍基等 ,相变储能材料主要包括各类熔融盐和碱。例如 ,将相变储能材料 固体粉末状 放在真空电炉中加热 ,加热到一定温度后,当相变材料由固态熔解成液态时 ,称量一定质量的金属基体 Ni加入熔融盐中进行复合 ,复合一定时间后从真空电炉中取出 ,成品在真空中冷却 ,然后进行干燥、保存等处理。昆明理工大学祁先进成功制得了各类镍基复合储能材料。 ?无机盐 /陶瓷基相变复合材料: 无机盐 /陶瓷基复合储能材料的概念是20世纪80年代末提出的 ,己经成为高温储能材料的研究方向之一。它是由多微孔陶瓷基体和分布在基体微孔网络中的相变材料无机复合而 \ 第 2 页 共 11 页 成 ,由于毛细管张力作用 ,无机盐熔化后保留在基体内不流出来;使用过程中可以同时利用陶瓷基材料的显热又利用无机盐的相变潜热 ,而且其使用温度随复合的无机盐种类不同而变化 ,范围为 450,1 100 ?。 目前己研究的无机盐 /陶瓷基复合储能材料主要有: - /, /和- / 3种。其中BaCONaNONaCONaSOSiONaNOMgOMgO3323422 / 的 相 变 潜 热 和 比 热 容 均 高 于- / BaCONaCONaSOSiOMgO32342 - /,且其相变温度高出更多 ,这些都使/ 的使用范围更NaNONaSOSiONaNOMgO3422 加广阔。 ?多孔石墨基 /无机盐相变复合材料: 此类物质是利用天然矿物本身具有孔洞结构的特点 ,经过特殊的工艺处理与相变材料复合。如膨胀石墨层间可以浸渍或挤压熔融盐等相变材料。 无机相变材料的优点是价格便宜、体积蓄能密度大、熔解热大、导热系数大。但是这类相变材料通常存在着两个问题。一是过冷现象，解决的方法有:?加成核剂，如加入微粒结构与盐类结晶物相类似的物质;?冷指法，即保持一部分冷区，使未熔化的一部分晶体作为成核剂。二是相分离，解决的方法有:?加增稠剂;?加晶体结构改变剂;?盛装相变材料的容器采用薄层结构;?摇晃或搅动。高温融熔盐类主要是氟化盐、氯化物、硝酸盐、碳酸盐、硫酸盐等物质。 (2)有机相变材料 1.有机固-液相变储能材料 有机固-液相变储能材料主要包括脂肪烃类、脂肪酸类、醇类和聚烯醇类等，其优点是不易发生相分离及过冷，腐蚀性较小，相变潜热大 ，缺点是易泄露。目前应用较多的主要是脂肪烃类与聚多元醇类化合物。 用硬脂酸-正丁醇酯、硬脂酸-异丙醇酯、硬脂酸-丙三醇三酯合成的固-液相变储能材料。合成的相变材料储热能力大，热稳定性好，但是达到相变温度时易泄露，需要容器封装。 2.有机固-固相变储能材料 有机固-固相变储能材料是通过材料晶型的转换来储能与释能，在其相变过程中具有体积变化小、无泄漏、无腐蚀和使用寿命长等优点，目前已经开发出的具有经济潜力的固-固相变材料主要有 3 类:多元醇类、高分子类和层状钙钛矿。 2.1 多元醇类 多元醇类相变材料的储能原理是当温度达到相变温度时，其结构由层状体心结构变为各向同性的面心结构，同时层与层之间的氢键断裂，分子发生由结晶态变为无定形态的相转变，释放键能。多元醇的固-固相变焓较大，其大小与该多元醇每一分子中所含的羟基数目有关，每一分子所含羟基数越多，则固-固相变焓越大。它的优点是相变焓大、性能稳定、使用寿命 \ 第 3 页 共 11 页 长;缺点是当它们的温度达到固-固相变温度以上，会由晶态固体变成有很大的蒸气压塑性的晶体，易损失。此类相变材料主要有季戊四醇(PE)、三羟甲基乙烷(PG)、新戊二醇(NPG)、2- [5]氨基-2-甲基-1,3-丙二醇(AMP)、三羟甲基氨基甲烷(TAM)等。 2.2 高分子类 有机高分子固-固相变材料为结晶聚合物，主要括嵌段、接枝和交联类聚合物。 2.2.1嵌段类 用聚乙二醇 1000、1,4-丁二醇、4,4′-二苯亚甲基二异氰酸酯合成的聚亚氨酯嵌段共聚PUPCM，它的相变焓为138.7 kJ/kg。PUPCM 是一种热稳定性好、相转变度适中、相变焓高的新型固-固相变储能材料。 2.2.2 接枝类 用异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)和1,4-丁二醇(BDO)的本体聚合产物作硬段，聚乙二醇(PEG3400)做软段，合成的一种嵌段型的固-固相变储能材料PEGPU，热循环对其影响不大，是一类很实用的固-固相变材料。 2.2.3 交联类 用聚乙二醇(PEG)、4,4′-二苯基亚甲基二异氰酸酯(MDI)、季戊四醇(PE)合成的一种交联型高分子相变储能材料 PEG/MDI/PE，PEG/MDI/PE 的相变温度为58.68 ?，相变焓高达152.97kJ/kg，且加热到150 ?时任能保持固态，因此它有很好的实用性。 2.3 层状钙钛矿 层状钙钛矿是一种有机金属化合物-四氯合金属(?)酸正烷胺，它被称为层状钙钛矿是因为其晶体结构是层型的，和矿物钙钛矿的结构相似,此类相变材料相变热在10~80 kJ/kg之间，储热率较低。 3.有机复合相变储能材料 有机复合相变储能材料是指由相变材料与载体物质相结合形成的可保持固态形状的相变材料。这类相变材料的主要成分有 2 种，工作介质(相变材料)和载体物质，其作用是保持相变材料的不流动性和可加工性复合相变材料克服了普通有机相变材料易泄露、导热率低等缺点。主要包括导热增强型复合相变材料、共混型复合相变材料、微胶囊型复合相变材料、纳米复合型复合相变材料4类。 3.1 导热增强型复合相变材料 将石蜡吸附在具有多孔结构的膨胀石墨内，构成石蜡/石墨复合相变储热材料。石蜡的相变焓为188.69 kJ/kg，复合材料(石蜡占85.56%)为161.45 kJ/kg。传热实验表明:温度从28.5 ?升高到65 ?，石蜡需要1 040 s，复合材料仅需要760 s;温度从65 ?降到29 ?，石蜡需要500 s，复合材料仅需 240 s。复合材料的储能和放热时间分别减少了27.4%和56.4%，大大提高了导热率。 \ 第 4 页 共 11 页 3.2共混型复合相变材料 将相变材料与高分子材料按一定比例在热炼机上进行加热共混，就得到共混型复合相变材料。用石蜡和聚乙烯醇共混，得到的控温性能很好的相变储能纤维材料。用十八酸(SA)、十六酸(PA)、十四酸(MA)、十二酸(LA)和聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA) 共混起来，得到的共混型相变储能材料，当脂肪酸质量分数达到80%时，4个相变材料的相变焓都在150 kJ/kg以上， [6]相变温度都很低，在40~70 ?之间，说明它们是很好的中低温相变储能材料。 3.3微胶囊型复合相变材料 用加入间苯二酚改善特性的尿素和甲醛的聚合物做封装材料，十四烷做储能材料，得到了微胶囊型复合相变储能材料。微胶囊尺寸是由乳化过程中的搅拌速率决定的，当转数达到1 500 r/min时，效果最好。当间苯二酚的量达到5%时，封装的十四烷可达61.8%，聚合过程中添加氯化钠可以提高热稳定性。此相变材料在5~9 ?的吸热量可达到100~130 kJ/kg。当间苯二酚质量分数为5%时，微胶囊为规则的球状，其直径为100 nm;当间苯二酚质量分数达到10%时，微胶囊的黏度过大，难以形成规整的微胶囊球体。 3.4纳米复合型相变材料 纳米复合储能材料是将相变储能材料与支撑物进行纳米尺度上的复合，利用纳米材料具有巨大比表面积和界面效应使相变储能材料在发生相变时不会从三维纳米网络中析出用高密度聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、有机高岭石纳米化合物、石蜡做原料，采用双螺旋挤出工艺制备出的几种纳米复合型相变材料。 3 相变储能材料的载体 材料和微胶囊。多孔介质材料包括膨胀珍珠国内外学者研究的载体材料主要是多孔介质 岩、膨土及膨胀页岩等。另外，层状结构的蒙胀石墨、陶瓷、沸石、硅藻土、海泡石、膨胀黏 脱土也可毒、无味、不腐、不燃及用作支撑材料。膨胀珍珠岩内部是蜂窝状多孔结构，具有无 耐腐蚀等优点，可以用不绝热及吸音性能同的黏合剂制成不同性能的制品，其特点是容重轻、好，具有较强的吸附能力。膨胀石墨是由石墨微晶构成的疏松多孔的蠕虫状物质，它除了保留鳞片石墨良好的导热性外，还具有良好的吸附性。陶瓷材料有耐高温、抗氧化、耐化学腐蚀等优点，被大量选为工业储能体，主要的陶瓷材质有石英砂、碳化硅、刚玉、莫来石质、锆英石质 和堇青石质等。膨润土有独特的纳米层间结构，采用“插层法”将相变材料嵌入其层状空间制备纳米复合材料，是开发新型纳米功能材料的有效途径。微胶囊相变材料是用微胶囊技术制备出的复合相变材料，发生相变的物质被封闭在球形胶囊中，有效地解决了相变材料的泄漏、 【7】相分离及腐蚀等问题，有利于改善相变材料的应用性能，并可拓宽相变蓄热技术的应用领域。 4 PCMs的原理 \ 第 5 页 共 11 页 储能机理:(1)利用材料的比热容或者材料温度的变化 (2)利用材料物态的转变(相变热) 5 PCMs的制备方法 (1)熔融共混法 利用相变物质和基体混合加热熔化, 再搅拌均匀，再冷却制成组分均匀的储能材料。此种方法比较适合制备工业和建筑用低温的定形相变材料, Indaba H等人通过熔融共混法成功地制备出石蜡/高密度聚乙烯定形相变材料。 (2)吸附法 石膏、水泥、混凝土等建筑材料内含大量微孔，常作为相变材料的载体材料。以多孔材料为基体制备PCM的方法有浸泡法和混合法两种。 浸泡法是将由多孔材料制成的一定形状的物体浸泡在液态相变材料中，通过毛细管吸附作用制得储能复合材料。混合法是将载体材料原料与相变材料先混合再加工成一定形状的制品。 (3)压制烧结法 这种方法首先将载体基质和相变材料球磨成直径小于几十微米的粉末，然后加入添加剂压制成型，最后在电阻炉中烧结。这种方法通常用于制备用于高温的相变储能材料, 例如:张仁元、Randy 、张兴雪等人利用此方法成功地制备出NaCO-BaCO/MgO,NaSO/SiO 以及233242NaNO-NaNO/MgO 无机盐/ 陶瓷基复合储热材料。这种材料应用于高温工业炉，既能起到节能32 [8]降耗得作用，又能减少蓄热室的体积，有利于设备的微型化。 除了上述制备方法外，还有界面聚合法、喷雾干燥法、电镀法和溶胶凝胶等新型方法。 6 相变储能材料热物性及工作性能 材料的热物性及工作性能既是衡量其性能优异的标尺, 又是其应用系统 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 及性能评估的依据。因此, 相变储能材料的热物性及工作性能的研究具有重要的意义。 2.1 相变储能材料热物性及其测定方法 相变储能材料的热物性主要包括: 导热系数、比热、膨胀系数、相变潜热、相变温度。测定比热、相变潜热、相变温度的方法可分为3 类: (1) 一般卡计法; (2 ) 差热 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 法 \ 第 6 页 共 11 页 (Differential Thermal Analysis , 简称DTA ) ; (3) 差示扫描量热法(Differential Scanning Calorimetry ,简称DSC )。DSC与DTA 相比,DSC曲线与DTA曲线形状相似,但其纵坐标不同, 前者表示热流率, 后者表示温差; DSC曲线的吸热峰为上凸峰, 而DTA曲线的吸热峰为下凹峰。另外, DSC与DTA主要区别在于, 前者的K值为定值, 后者的K值是温度的函数。 当测量精度要求不高时, 膨胀系数的测定可采用简单的融化固化体积计量法, 即将一定量的相变材料融化, 倒入玻璃量筒中(直径越粗越好), 记下体积刻度, 待其固化后再记下体积刻度, 由此可计算出该种材料的膨胀系数。热导率是物质的基本物理性质之一, 在储能材料研究领域中的理论计算、实用储能设备的设计以及相关材料的传热学研究中, 都是必不可少的热物理数据。文献测定了三水醋酸钠、二水醋酸锉、五水硫代硫酸钠等一系列熔化热大 {9} 的水合盐在10 ~ 80 ? 的热导率。 于150 幻/吨、熔点低于10 0 ? 2.2 相变储能材料的工作性能及研究方法 相变储能材料的工作性能主要有: 过冷度、结晶速度、晶体密度、稳定性(耐久性) 。 研究相变材料工作性能的方法主要有两种: 差示扫描量热计法(DSC)和热分析法(TA ) 。 A.Abhat 和Malatidis对差示扫描量热计法(DSC)和热分析法(TA )这两种方法进行了比较。 在DSC测量中, 由于试样尺寸太小, 样品的过冷现象达到最严重的程度, 而析出程度则被大大降低了, 因此, 为了解相变材料在工程应用中的特性, TA方法还是非常重要的。 7 PCMs的应用 文献中目前可查到的最早应用PCMs的实例是1945年美国波士顿郊区的一栋建筑物,其中结合经过特殊设计的太阳能集热器使用了21t硫酸钠( 水合盐类),成功使用了两年,第三年时其中的PCMs失效,暴露了结晶水合盐类物质冷热循环性能差的劣势。其后,PCMs在日常生活、航空航天等领域的研究逐步开展起来, 而近年来的研究热点主要集中在民用,比较典型的有以下几类。 (1)在太阳能利用上的应用 太阳能领域是目前PCMs应用的最主要领域之一。太阳能+相变材料地板采暖原理图: \ 第 7 页 共 11 页 安装在屋顶的太阳能热水器通过水泵经导管将热水输送到地板的相变材料储热器中将热能存储起来，当温度在在21?之下之上(70.F)波动时，地板下面的相变材料储热器吸收或释放热能量。并在需要时释放为室内采暖。太阳能相变材料储热器可使室温在整个冬季保持在 [11]21?(70.F)的范围，完全不受气候的影响。 (2)在工业余热回收中的应用 由于工业余热往往温度较高, 达到数百摄氏度以上, 此时选用的PCMs多数为水合盐,利用其失水和吸水来实现热量的存储与释放。因而PCMs在此领域的应用一般还有个专门名称, 即所谓的热化学蓄能,但也可以理解为广义的相变。基本原理为: 高温气体经过水合盐, 后者发生分解, 释放出水分( 气态) , 同时吸收热量, 高温气体失去部分热量温度降低, 气态水分在冷凝器中变为液态, 完成所谓的加载阶段。水合盐处于一个密闭空间中, 水分不会散失。液态水接着被较低温度的气体加热变为气态, 气态水与上一阶段失水后的水合盐反应重新生成含水的水合盐, 释放出大量的热, 加热气体, 完成卸载阶段。而中间过程则可称为储能阶段。此情况下一种典型的存储介质是Mg-SO4 7H2O, 其同体积的热能存储密度可达水的9 倍。如果需要的相变温度更高, 还可直接使用盐类作工作介质, 利用盐类的熔融/ 凝固相变储存、释放能量。Sheng linW等提出了一种由多孔镍基熔浸熔融盐Li2CO3、Na2CO3、K2CO3 等制备而成的新型复合相变蓄热材料, 重点研究了该材料的制备。并采用X射线衍射分析、扫描电镜和差热差重分析, 研究了复合蓄热材料的性能和结构。结果表明, 最佳的复合时间为2 \ 第 8 页 共 11 页 h~ 3 h, 最佳的复合温度为高于熔点50 ?~100? 。该种材料在工业余热回收方面应用前景良好。 JinH等研究了融盐Na2SO4与石英质多孔陶瓷预制体的自发熔融浸渗制备工艺, 成功地制备出无机盐/ 陶瓷基复合相变储能材料,观察和分析了该材料的物相组成与显微结构特征, 对该材料的各项热物理性能和力学性能进行了测量。结果表明, 自发熔融浸渗工艺比混合烧结工艺更适合于制备无机盐陶瓷基复合相变储能材料, 其相变温度在882 ?左右, 可应用于工业余热回收。 (3)在建筑材料方面的应用 ?相变储能材料在石膏基体中的应用。石膏是一种绿色环保建筑材料，轻质、抗震性好，具有一定的调温调湿功能，有一定的防火性能、隔热隔音效果。在石膏板中加入相变储能材料制得的相变储能石膏板，将其制室内壁材料，由于相变材料在发生相变过程中的储放热作用课减小室内的温度波动，提高室内的舒适度。LiMin等通过真空吸附法将石蜡吸附到膨胀珍珠岩中制成复合相变材料，然后再将相变材料和石膏进行复合，研究结果表明研究结果表明石蜡的使用有效降低了室内环境温度的波动，但是也降低了石膏板的热导率。Lai，Chi , Ming等将相变材料制成相变微胶囊，再添加到石膏板中，通过控制添加量，研究了相变石膏板的热工性能和物理力学性能。Neeper等将石蜡和脂肪酸添加到石膏板中，在不影响其使用性能的情况下，相变储能石膏板的储热能力较普通石膏板提高了十倍。 ?相变储能材料在混凝土中的应用。在建筑工程领域中混凝土是用途最广、用量最大的一种建筑材料，未来的发展趋势是利用新的技术手段制备新型的多功能混凝土。研究人员越来越多的将研究中的放在开发相变储能混凝土中。用相变储能混凝土制成墙体，在冬冷夏热地区或冬热夏热地区使用，可降低室内温度波动，有效缓解保温和隔热的矛盾，达到节约能源的目的。相变储能混凝土的热工性能及其稳定性和耐久性取决于所使用的相变储能材料的类型以及相变材料的封装方法。Hawex等在混凝土中吸附石蜡、脂肪酸和醇类有机相变材料对混凝土进行改性，使得混凝土的蓄热能力提高2 倍。杨玉山等将硬脂酸丁酯吸附到活性炭中制成相变储能骨料，替代部分的骨料( 卵石) 制成相变储能混凝土，结果表明相变储能混凝土的储热能力得到显著提高。 ?相变储能材料在其他建筑材料中的应用。邓安仲等将相变石膏砂浆作填充层制备出相变地板，并对其热物性能进行研究，结果表明相变地板房的地板温度变化比普通地板稳定。刘成楼等将膨胀珍珠岩作为储能基体材料吸附石蜡制成定型相变储能材料掺入到抹面砂浆中，对其热物性进行研究。结果表明与普通砂浆相比，相变储能抹面砂浆的表面温度变化较稳定，高温时可降低5(5 ?，低温时则提高2.5?。 (4)在空调蓄冷上的应用 蓄冷是一种利用峰谷电价差( 即电价处于谷位时让压缩机制冷冰储存下来, 而电价处于 \ 第 9 页 共 11 页 峰位时压缩机不工作, 靠储存的冷量用于空调) 来减少大型空调花费的技术, 目前比较常用的是冰蓄冷和水蓄冷。前者储能密度大, 但制冷成本高; 后者制冷成本较低, 但储能密度小, 占地多。而PCMs 具有较大的储能密度, 制冷成本又比冰低得多, 有望大规模应用。此外, 将PCMs微胶囊分散在载体中制成的相变浆( PCS) 还可直接用于与空气的热交换, 但微胶囊在长期的泵送过程中容易发生破损, GschwanderS等的工作改善了这一点, 其主要思路是通过共聚改善微胶囊壳材的韧性。 (5)在服装纺织品方面的应用 根据人体的冷热舒适特点, 结合气候条件的差异, 选择相变温度适宜的相变材料应用于服装纺织品中, 可有效地为人体提供一个舒适的微气候环境, 提高生活质量和工作效率。美国Kansas州立大学的Shim 等的研究表明, 含相变材料的纺织品能使人体在较长时间内处于舒适状态。因为在纺织中加入适当的相变储能材料可以增强纺织的保暖功能, 甚至使其具有智能化的内部温度调节功能。其基本原理为: 把相变材料掺人纺织品后, 如果外界环境温度升高, 则相变材料熔化而吸收热能, 使体表温度不随外界环境温度的升高而升高; 反之, 若外界环境温度降低, 则相变材料结晶而放出热能, 使体表温度不随外界环境温度的降低而降低, 从而使体表温度维持在舒适的范围内。如美国军方利用相变储能材料的特性制成了温度调节织物, 用于海军低温干式潜水服、空军防寒抗浸服、防红外隐身服装和陆军士兵保温靴袜等, 具有良好的保温或降温效果。 8 PCMs的研究现状与展望 随着人们对节能、环保要求的提高，对蓄热技术的要求也随之提高，特别是实现节能 65 % 的目标。这将会促进对PCMs材料研究的发展。国内外科研人员对PCMs的性能及制备方法进行了大量的研究，但是目前仍存在一些问题:还没找到一种理想的PCMs，同时满足相变潜热大、贮热密度高、无过冷或过冷度很低，物理、化学性质稳定，与存储容器相容性好，价格便宜、便于生产，无毒无污染等要求;无机物类PCMs存在过冷度高、有腐蚀性、对封装材料要求严格、相变循环性差等缺点;有机相变材料存在导热系数低、单位体积储能低、易升华、可燃等缺点。个人觉得今后的研究方向有:(1)应加大固-固相变材料的研究，制取价格低廉、安全可靠的相变材料来代替固-液相变材料 (2)针对不同的无机盐水合物开发成核剂，防止过冷现象及相分离现在的发生，延长使用寿命(3)提高有机类PCMs的热导率及储能密度(4)针对不同的PCMs及使用环境研发合适的封装材料及封装方式(5)降低PCMs的生产成本，实现工业化生产。(6)对相变材料的力学性能和耐久性进行专题研究 ，相变材料的复合化 、功能化是今后的发展方向。此外，开发多功能的PCMs也是一个重要的研究方向，如开发防水PCMs、 [12]形状记忆PCMs、防腐杀菌PCMs等。 \ 第 10 页 共 11 页 10 参考文献 ,1,张洋，李月锋，李明广，张东.相变储能材料循环热稳定性及与容器相容性研究概况. 材料导报 ,:综述篇.2011年10月(上)第25卷第10期 ,2,李晓辉.相变储能材料的研究进展.河北省科学院学报.2012年6月第29卷第2期 ,3,赵 杰，唐炳涛，张淑芬，王云明.有机相变储能材料研究进展.中国科技 论文 政研论文下载论文大学下载论文大学下载关于长拳的论文浙大论文封面下载 在线 .2010 年9月第5卷第9期 昊.相变储能材料的研究进展*.吉林建筑工程学院学报.2010年2月第27卷第1 ,4,肖力光 孙 期 [5]张东，周剑敏，吴科如，李宗津. 颗粒型相变储能复合材料.材料研究学报，2004年5期 [6]施韬，孙伟. 相变储能建筑材料的应用技术进展. 硅酸盐学报，2008年7期 [7] Wu C G,Yeh Y R,Chen J Y,et al. 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