多孔支撑材料的优点有:机械强度高、抗高温、抗氧化、工作寿命长、价格 低廉等,有着广阔的应用前景[6]。硅藻土、轻质氧化镁分别与共晶盐混合后,在 共晶盐相变温度下烧结,其多孔结构依然能够保持完好。正是利用这种原理,支 撑材料与共晶盐以及一定比例的石墨可制成孔径小且分布均匀的复合相变储热 材料。最终制得的样品有比重轻、比表面积大、孔隙率高、机械强度高、吸附性 强、化学性能稳定等优点。可当作介质用于各种工业和饮食、医药等液体的过滤, 同时也可应用于饲料、化工、建材等行业的包装、填料或载体。

1。1  蓄热材料的分类

储热材料是一种将热量在一定条件下进行储存,并且在需要的时候释放和利 用的材料。其大体上可以分为以下几类 [7]。

1。1。1 显热蓄热材料

显热储热材料的蓄热是通过介质吸收热量使得温度上升来实现的[8]。因此, 要想达到较好的吸收和储存效果,显热储能材料的选取必须具有:高热熔,热稳 定性良好、储存和释放兼容以及材料价格低等特点,才能得到应用和推广。

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显热蓄热材料在使用过程中,仅仅通过温度的变化来达到储热、放热的目的, 而不发生其他的变化,因此在降低了成本的同时也提升了可操作性。但是这种方 式却存在一个致命的缺点:在释放能量的过程中,无法把温度控制在一个可操作 的范围内。而且该类材料的相对储能密度比较低,这使得其储能的效率降低,从 而导致其应用价值不高[9]。

1。1。2 相变蓄热材料

相变蓄热材料的储热能力要比显热蓄热材料的要高。这是因为相变蓄热材料 的工作原理主要是相变蓄热,这种蓄热方式能够储存大量的能量。相变蓄热材料 的蓄热方式主要有固-液、液-气、固-气和固-固等分类[10]。本实验中制备的 蓄热材料的工作原理就是相变材料发生固-液的相变来进行蓄热。

1。1。3 化学反应蓄热材料

化学反应蓄热的工作原理是对材料发生化学反应时产生的热加以储存利用。 虽然这种方式储能的相对储能密度高,但是技术比较繁复且使用不方便,尤其是 这种方式用到的装置复杂且精密,人员操作前必须经过培训[11]。这种种原因导致 这种储热方式仅在少数的领域有所应用,无法大规模推广。

1。1。4 复合蓄热材料

复合材料是指把两个或者多个组分通过某种既定的方式组合而产生的新型 材料。就目前的研究的境况而言,对现有材料进行复合从而产生新型材料是研究 的必然趋势。目前常用的材料分为四大类:金属材料、非金属材料、高分子材料 以及复合材料[12]。近几年研究发现,研究方向主要集中在无机非金属材料,也因 此出现了不少性能优良的新型无机非金属材料。这些材料都在实际应用中表现出 了不少亮点,解决单一材料无法解决的问题。即便如此,无机非金属材料也有一 些难题需要解决。

1。2  相变材料的分类

相变材料大体上可分为三类:无机类、有机类和混合类[13]。本实验对无机盐 和支撑材料进行组合,从而制得的无机盐复合相变蓄热材料。

1。3  无机盐复合相变蓄热材料

上世纪末,科学家首次提出无机盐复合相变蓄热材料这个概念。发展至今, 该材料已成为高温蓄热材料的重要研究方向之一[14]。由于支撑材料自身张力的

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作用,无机盐熔液会被锁在支撑材料内,使得在加热过程中,既可以对支撑材料 的显热加以利用,同时又可以利用无机盐的相变潜热[15]。并且,由不同盐组成的 相变材料,其发生相变的温度也不同,这使得这种新型材料能够适用于不同的温 度,从而能够应用于不同的领域。

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