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    【材料課堂】相變材料

    基礎知識 mse_material 11994閱讀 掃描二維碼

    隨著科技的發展,越來越多的新型材料運用到建筑中,相變材料就是其中一種,相變材料在太陽能利用、電子器件、醫療保健產品、航空和航天器材、建筑節能等方面都展示出廣闊的應用前景。

    為了大家能直觀的理解相變材料,舉個大家常見的相變物質:水,當溫度低于0攝氏度,水放能變成固態,高于0度水吸熱變成液態。通過形態的變化達到儲熱放熱的作用。同理,大多數相變建筑材料主要作用結果是節能,可以達到節能60%-99%。相變材料引用到建筑,將是建筑領域革命性發展。以北方采暖為例,使用相變材料,按照100平米的房屋為測量單位計算,一個采暖季的用電量只有10度左右。

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    目前,相變材料在建筑行業中已經有一定范圍的應用:相變材料墻體、相變材料地板、相變材料混凝土、相變材料砂漿、相變材料保溫等是目前建筑行業中最常見的應用場景。在建筑領域應用的相變材料主要是固-液相變材料。微膠囊技術就是其不可或缺的關鍵技術之一:膠囊封裝,利用膠囊封裝技術解決了相變材料的泄露問題。

    另外,利用中空多孔的固體載體,將相變材料通過物理吸附或化學吸附等方法,吸附在多孔顆粒中,再進行封閉,制備復合相變體也是常見的相變材料應用的方式之一。 輕質多孔材料中,石膏板、木板、陶粒、混凝土、水泥纖維板、粉煤灰空心球、活性炭人工顆粒材料、硅藻土、粘土,秸稈、高嶺土等都是研究應用較多的載體。

     

    相變材料的分類相變材料主要包括無機PCM、有機PCM和復合PCM三類。其中,無機類PCM主要有結晶水合鹽類、熔融鹽類、金屬或合金類等;有機類PCM主要包括石蠟、醋酸和其他有機物;近年來,復合相變儲熱材料應運而生,它既能有效克服單一的無機物或有機物相變儲熱材料存在的缺點,又可以改善相變材料的應用效果以及拓展其應用范圍。因此,研制復合相變儲熱材料已成為儲熱材料領域的熱點研究課題。但是混合相變材料也可能會帶來相變潛熱下降,或在長期的相變過程中容易變性等缺點.

    按照發生的相態分類,研究應用廣泛的是固-液相變材料和固-固相變材料。固-液相變材料既材料由固態相轉變到液態或由液態相轉變到固態時,伴隨熱量的吸收和釋放;而固-固相變材料是固體由一種相態轉變為另一種相態時,發生固體的晶格結構改變而放熱或吸熱。

    固-液相變材料主要優點是價廉易得,相變溫度低,適合常溫,尤其是建筑節能方面的應用。與固液相變材料相比,固-固相變材料具有更多優點:可以直接加工成型,不需容器盛放;膨脹系數較小;不存在過冷和相分離現象,毒性腐蝕性小,無泄露問題。同時組成穩定,相變可逆性好,使用壽命長,裝置簡單。

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    來源:聯邦勞務網。編輯:明軒

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