与水合盐相比,石蜡具有很理想的熔解热。选择不同的碳原子个数的石蜡类物质,可获得不同的相变温度,相变潜热大约在160~270kJ/kg之间。石蜡作为相变材料的优点是:无过冷及析出现象,性能稳定,无毒,无腐蚀性,价格便宜。缺点是:导热系数小,密度小,单位体积储热能力差;而且,在相变过程中由固态到液态体积变化较大,凝固过程中有脱离容器壁的趋势,这使传热过程复杂化。
苏州建道电子多年来长期专注于相变材料行业,具备深厚的相变材料工艺技术。现在就和大家一起来探讨石蜡类相变材料应用解决方法,根据多年行业经验,总结归纳为两点。
一、物理共混法。物理共混法是利用物理相互作用把固—液相变材料固定在载体上,包括吸附作用(分子间作用力或氢键力)或包封技术(网状结构)。该类材料在本质上进行固—液相变,宏观上仍能保持稳定的固态形状,常被称为定形相变材料(PCM)。定形相变材料通常由相变材料和支撑材料组成,在超过相变材料的相变温度时,这种复合相变材料在宏观上仍能保持其固体形态,而在微观上发生固—液相变,是一种不需要封装的相变材料;因此在充热和释热过程中,不存在与容器壁的脱离问题。缺点是相变材料易析出,由于物理作用力相对较小,材料经多次使用时,易发生相变材料与支撑体脱附及渗漏现象;因此该方法还需进一步探索适宜的工艺,以获得均匀、稳定、力学性能良好的定形相变材料。
二、微囊包封技术。微囊包封技术是将石蜡或无机水合盐等固—液相变材料先分散为固态或液态的球形微小颗粒,再在表面包封上一层性能稳定的高分子薄膜,即得到微囊包封相变材料。微胶囊包封相变材料技术近年来得到迅速发展。目前存在的主要问题是作为核心的固—液态相变材料的相变体积变化高达百分之十五以上,反复的吸收和膨胀影响材料的使用寿命;因此要求高分子包封层具有足够的厚度和强度,从而增加了微胶囊的包封成本。另一缺点是该类材料的导热系数低,在许多场合需加入导热添加剂,同样也会增加成本,而且降低了储热容量和温度调控能力。
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