基于定形复合相变材料的高效储热单元的开发及热性能研究

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1、基于定形复合相变材料的高效储热单元的开发及热性能研究仵斯，李廷贤，闫霆，代彦军，王如竹(上海交通大学制冷与低温工程研究所，上海200240)摘要：提出了“熔融吸附-模Hi成型”制格定形合相变储能紂料的新方法，以硬脂酸(Stearicacid，SA)为相变材料，膨胀石墨(ExpandedGraphite,EG)为多孔基体，制各了16种不同参数的样品，并对其进行了微观形貌表征、热物性测试、热稳定性研究及热性能分析，最后，菡于该方法采用特定模具开发了-•种商效储热肀元，并对储/放热速率进行测试。相夫研究表明：SEM微观形貌显

2、示样品内部出现致密的石墨片层结构，SA均匀分布在石墨片层屮，且压块密度越人，片层结构形态越规则：DSC测试结果妞示样品几乎没街过冷度，EG的加入与压块处现对SA木:&的相变潜热和ffl变温度几乎没有影响：HotDisk测试结果妞示EG的加入显著提髙了样品的轴向和径向热导率，随着EG含量的增加，径向热导率髙达23.77Wm-'K1,发现两个方向上热导率的差异随压块密度的增加而增大，最大相差5.4倍；储/放热循环试验发现压块密度越大、EG含蛍越低的样品，SA越容易发生潰露；通过成型密度及质觉配比的优化可实现对复合材料的热稳

3、定性调控，发现EG质S分数为25%、密度为950kg-nT3的样品M•有较好的综合性能。M后，以该EG配比及压块密度采用特定模M开发了一种定形乂合材料储热单元，对该储热单元进行储/放热测试发现。。。。。。。。。与传统定形复介相变材料的成沏方法栩比，该;/法可进一步提商复合相变材料的综合热性能，与纯相变材料相比其热导率可提高130倍以上，并1L开发的定形复合材料具有接触热附小，储/放热速率快的特点。关键词：膨胀石墨；硬脂酸；定形；相变；复合材料；制备；热物性；热稳定性DOI：10.11949/j.issn.0438-11

4、57.20150000中图分类号：TK124；TQ021.3文献标志码：A文章编号：0438-1157(2015)00-0000-00Preparationandthermalpropertiesofhighperformanceshape-stabilizedphasechangecompositesusingstearicacidandexpandedgraphiteWUSi,LITingxian,YANTing,DAIYanjun,WANGRuzhu(InstituteofRefrigerationandCryo

5、genics,ShanghaiJiaoTongUniversity,Shanghai,200240,China)Abstract:Anewmethodisproposedtoprepareshape-stabilizedphasechangecompositesbyemploying“HeatingadsorptionofliquidSAintoEGmatrixandcompressingstable-shapecomposite”.SixteensampleswithdifferentEGcontentsandpac

6、keddensitiesarcpreparedusingstearicacid(SA)asthephasechangematerialandtheexpandedgraphite(EG)asporousmatrix.Themicrostructures，thermalpropertiesandthermalstabilitiesofdifferentEG/SAsamplesareanalyzedandinvestigated.Scanningelectronmicroscopy(SEM)isfirstlyusedtoo

7、bservethemicrostructuresofEG/SAsamplesandtheresultsshowSAiswelldispersedintothegraphiteflakesandthelaminarstructuresbecomemoreinerraticwithincreasingpackeddensity.ThedataobtainedfromDifferentialscanningcalorimetry(DSC)showstheEG/SAcompositesnearlyhavenosupercool

8、ingproblem.Moreover，theadditionofEGandcompressingoperationhavenegligibleeffectonthelatentheatandphasechangetemperatureofpureSA.Hot-Diskthermalconstantsanalyzerisusedt