相变材料范文精选

摘要本工作研制了一组定形相变材料，这们分别采用不同的支撑材料，有聚乙烯、聚丙烯、橡胶等，所用芯材石蜡熔点也不同，分析了复合材料的均匀性，对定形相变材料中石虹的掺混比进行了讨论，并采用电子扫描显微镜、dsc差示扫描量热仪等仪器对其理化结构及热性能进行了分析。该类材料的研制成功有望成为电蓄热地板采暖用的关键材料，为开发具有中国特色的环保采暖方式提供帮助。

关键词定形相变材料贮能石蜡

1引言

利用相变材料的相转变潜热或蓄冷，温度变化小、蓄能密度大，在太阳能利用、工业余热和废热回收及建筑采暖和空调节能等领域有着广阔应用前景[1]。传统的固液相变贮能材料在实际应用中，都需用容器封装，增加了传热时相变材料与外部传热介质间的热阻，降低了传热效率，且增加了封装成本。定形相变材料是由相变材料和高分子支撑和封装材料组成的复合贮能材料，由于高分子囊材的微封装和支撑作用，作为芯材的相变材料发生固液相变时不会流出，且整个复合材料即使在芯材熔化后也能保持原来的形状不变并且有一定的强度。该类材料有以下优点：无需封装，不泄漏，从而减小了封装成本和难度，并减小了相变材料和传热流体间热阻。该类材料在建筑暖通空调领域及建筑材料领域有着较为广阔的应用前景。

inaba教授[2]较早研究了高密度聚乙烯和熔点54℃的石蜡体系混成的定形相变材料的热物理性质，石蜡掺混比例为74wt%。叶宏等人[3]也对石蜡和高密度聚乙组成的定形相变材料进行了研究，他们用几种高密度聚乙烯和熔点在58℃左右的精炼和半精炼石蜡作为原料，石蜡在定形相变材料中所占比例为75wt%。法国的xavierpy等人[4]制备了石蜡-膨胀石墨定形相变材料，并研究了体系的热物理性能，石蜡掺混比例为65wt%～95wt%。华南理工大学的肖敏等人[5]研究了石蜡和热塑弹性体sbs组成的复合相变材料在加入石墨后热传导性能的提高，他们加入的石蜡含量在20wt%～80wt%范围内。定形相变材料研制中多以高密度聚乙烯、sbs或石墨为支撑材料，石蜡为相变材料，对定形相变材料的均匀性分析不够，对支撑材料类型及石蜡掺混比对定形相变材料材料性能的影响讨论不够充分。

本工作应用不同熔点的石蜡和一些高压聚乙烯、低压聚乙烯、聚丙烯及橡胶作原料，研制出一些定形相变材料。对材料的均匀性进行了分析，并对相变材料的的掺混比进行了讨论。用dsc差示扫描量热仪和电子扫描显微镜等仪器对材料进行一些结构和热性能方面的分析研究，其中应用低压聚乙烯和石蜡共混，石蜡所占比例最高达到90wt%。

2实验

2．1实验试剂

摘要：

随着社会经济的不断发展，我国的城市化建设进程不断加快，建筑领域也得到了极大的发展。在大量建筑拔地而起的同时，却带来了越来越严重的环境污染与能源消耗问题。为确保城市发展的生态性和可持续性，应当对建筑节能问题给予更多的重视。随着建筑市场竞争的日益激烈，应当加强对节能建筑材料的应用。相变建筑材料是一种较为有效的节能材料，在建筑节能中发挥着十分良好的作用。因此，本文对其具体应用进行了分析和研究。

关键词：

相变建筑材料；建筑节能；应用

随着我国建筑行业的不断发展，在建筑施工的过程中，造成了越来越严重的生态问题、环境问题和能耗问题。作为建筑行业发展中一个比较薄弱的环节，建筑节能在当前社会中正在受到人们越来越高的重视。为了响应国家的可持续发展战略，在建筑施工当中，应当加强对节能型建筑材料的应用。而相变建筑材料作为一种新型节能材料，有着较为良好的环保性与节能性特点，在建筑行业的可持续发展中，有着极大的意义。

1建筑物的能耗问题

在建筑领域当中，建筑材料的选用会直接影响建筑能耗的效果。建筑材料在影响建筑物寿命、安全、质量的同时，也关系到建筑节能。因此，选择使用建筑材料的时候，应当慎之又慎。根据相关资料可知，在整个建筑能耗中，超过90%是建筑材料能耗。例如，钢材、玻璃、水泥等建筑材料，都有着较为严重的能耗。其中，水泥是最为重要的建筑材料，是建筑工程当中必不可少的，也是消耗量最大的[1]。其次就是钢材，钢材对于建筑寿命、建筑安全等都有着重要的影响，同时也是建筑能耗当中的一个重要部分。在建筑工程施工当中，能耗问题随处可见，因此整个工程结束后，能量消耗往往是非常巨大的。因此，建筑材料是建筑能耗问题的主要来源，要想实现良好的建筑节能，就必须对建筑材料问题进行解决。

2建筑节能的重要意义

徐慧 杨睿+ 张寅平 王馨 黄哲+ 林佳+

摘要：潜热型功能热流体是近年来提出的一种空调新技术，分为微胶囊乳状液和相变乳状液两大类。自制微胶囊乳状液的热性能在参考文献[1]中给出了详细介绍，本文则着重介绍了潜热型功能热流体的第二类“相变乳状液”。其中，相变材料的热性能是相变乳状液中极为关键的部分。文中首先给出了DSC（Differential Scanning Calorimeter）和参比温度法（T-history method）[2]所测相变材料热性能的结果，同时测量了自行配制的相变乳状液的相变温度和潜热。这种相变乳状液的相变温度与空调工况（7℃~12℃）尚有一定距离。在该种相变材料的基础上，重新探索了复合相变材料“十四烷与十六烷的二元混合物”，并制备了相应配比的相变乳状液，其相变温度及潜热完全符合我们的使用要求。

关键词：相变材料 乳状液 相变温度 潜热

1 引言

近年来，我国城市白天电力能耗逐年增加，而夜间耗电量小且电价便宜，“削峰填谷”是解决这一问题的一种途径。目前，多种蓄冷系统被广泛使用来消减白天耗电量并蓄积冷量。但是，除了冰晶制冰方式（需要专门的动态制冰机）以外，各种固态蓄冰方式（包括冰球）的蒸发温度至少要达到-8 ~ -10℃或者更低，与之配套二次冷媒的温度也必须在-6℃以下，这使得大量蒸发温度在零上的高效冷水空调机组无法，而且蒸发温度越低，制冷系数也越低，电耗就会越大[3]。潜热型功能热流体则不然，它的蓄冷温度可以与空调工况吻合得很好，同时蓄积大量冷量。

潜热型功能热流体是由特制的相变材料微粒(尺寸为μm量级)和单相传热流体水混合构成的一种固液多相流体，分为相变乳状液和微胶囊乳状液[1]。相变乳状液将相变材料直接分散在水中形成乳液，其传热性能优于微胶囊乳状液，但是易堵塞管道；微胶囊乳状液是用高分子聚合物包裹相变材料形成微囊，该微囊被分散在水中又形成乳液，由于有聚合物外壳包裹，微胶囊乳状液不易堵塞管道，但传热性能要逊于相变乳状液。潜热型功能热流体的蓄冷密度比较大，材料来源广泛，价格低廉，最独特的地方还在于乳液发生相变前后都能够保持流动状态，这为实现蓄释冷过程中的强化传热创造了条件。借助对流与导热相似理论，我们已经建立了功能热流体管内湍流流动的内热源模型, 并指出了潜热型功能热流体换热强化的物理机制[4-10]。

天津大学赵镇南[11-12]、日本的H. Inaba等[13]对相变材料为十四烷（C14H30，融点5.8℃，潜热229kJ/kg) 的相变乳状液的热物性进行了初步的探索。本文系统的介绍了十四烷为相变材料的相变乳状液的相变性能。尝试了新相变材料“十四烷与十六烷的二元混合物”，测量了其相变温度和潜热，并寻找到温度适宜的相变材料。通过添加乳化剂制备了20wt%新相变材料的乳状液，测量了相变乳状液的相变温度和潜热。

2 以十四烷为相变材料的相变乳状液

【摘 要】从上个世纪70年代能源危机引发的全球危机以来，环境污染的现象日益严重，世界发达国家开始研究能源开发技术来提高能源利用率，而相变材料在能源利用率方面得到了很多应用，是能源利用及保护环境的一个重要研究方向。相变材料的研究及应用可以帮助缓解现今能源供给与需求之间的矛盾，在能源、建筑、纺织服装、温室种植等方面都有着很大的应用前景[1]，是现代重点研究的一个领域。本文介绍了相变材料的研究背景，然后列出了以聚乙二醇，水，膨胀石墨的混合液体为样进行的实验过程，得出结论确定了这种混合液体的储能性能。

【关键词】能源 太阳能 相变材料

1 研究背景

随着社会的不断发展、现代化建设的不断推进，人类生活对能源的需求更加广泛，从某些方面而言，现代人类生活的方方面面已经离不开能源的存在。因此，能源开发、能源技术的发展已经成为了一个全世界、全人类一同关心的重要问题。自然界中的能源在人类的不断开发下已经不再充裕，而天然能源的不可再生性使得人类必须寻求新的能源，发展新的能源开发技术来替代非再生能源。科学发展观思想，是中国政府加快发展现代能源产业的指导思想，中国坚持节约资源和环境保护的基本国策，贯彻落实可持续发展战略，建设创新型社会，为维护世界能源安全发挥了重要的作用。

在工业生产过程中，通常会有大量的反应热量未能得到利用就浪费，而在需要供应热量的反应中又有大量的余热被损失，这些都是在化学反应中我们希望避免的现象，因此，我们需要找寻一种材料，这种材料能随着温度的变化而改变物质状态并提供潜热，即当反应时，材料能将这些没有利用的热量或冷量储存起来，当反应需要时再将其释放出来，这种材料，我们称其热储能材料。几十年来，人们对热能储存材料的广泛研究已经使这种材料得到大量应用，并逐渐成为了一种重要的新型材料。

当今困扰人类的环境问题中，全球变暖问题越来越突出，节能减排已经成为了社会建设的一大重点审查方面，因此我们必须加速新能源的开发及应用。目前，冬天在北方地区采取的是集中供暖的政策，这是出于北方的寒冷气候、能源状况及居民生活习惯等因素而实施的，而南方地区却没有实施这一政策，主要是因为南方冬季有充足阳光，气候较北方温暖，经全方位审核尚不需要集中供暖，而且一旦南方也采取集中供暖的政策，国家每年的能耗将大大增加，二氧化碳、二氧化硫及烟尘排放量也将急剧上升，环境污染将进一步加剧。因此对于南方居民来说，更现实的选择是采取其他的供暖方式，而在现今的众多取暖方式中，太阳能地暖供热系统成为了首选，太阳能是一种可再生能源，采用这种方式的取暖，既节省了资源又保护了环境[2]。在相变材料研究中，我们初步确定乙二醇，水，膨胀石墨的混合液体具有这种优于水的性能，通过一系列实验，我们将验证这一事实，从而能将这种混合液体用于太阳能地暖供热系统中。

2 实验部分

2.1 实验材料

摘要:相变储能建筑材料具有较高的储能性质，加强对其相关技术和应用发展的研究具有重要的价值。本文主要对相变储能材料的概念、意义、运用形式、相关技术和发展趋势进行探讨，以期通过本文的介绍，人们可以合理的运用相变储能材料，并且可以通过研究来不断的促进相变储能材料的应用价值。

关键词:相变储能；建筑材料；相关技术

随着人们生活质量的不断提升，其对建筑环境的需求也越来越高。但是在建筑材料的使用中，存在较大的浪费和存储效率低等问题，无法有效的满足新时期的发展需求。而随着科技的不断发展，相变储能材料可以较好的应用于建筑领域，并且具有较高的节能和储能效果。因此，加强对相变储能建筑材料以及相关技术的研究具有重要的价值。

1相变储能材料相关概述

1．1相变储能材料的概念

相变储能材料是指在一定的温度与范围内，运用材料本身的状态变化形式，可以发挥出材料的独特性能。当环境的温度发生变化时，相变储能材料可以将多余的热量储存或者释放，以便可以达到保温的目的。相变储能材料按照使用方式不同，可以分为潜热、显热和化学反应三种储能材料。在相变储能材料的使用中，。显热材料的储能效率低，并且需要环境的诱导，同时化学储能材料制备工艺十分复杂，致使两种相变储能材料的运用领域相对有限。因此，由于潜热储能方式的利用效率相对较高，并且其设计相对灵活，可以广泛的应用于建筑领域中。

1．2相变储能材料的应用价值

随着科技的不断发展，人们对建筑领域的需求越来越高，传统的建筑材料已经难以满足建筑的发展需求，而相变储能材料的发展则较好的解决了这一问题。在建筑的过程中，将相变储能材料加入到传统的建筑材料中，可以提升建筑结构的承载力，并且可以提升建筑的蓄热能力。同时在使用相变储能材料的过程中，可以降低室内的温度波动，使室内温度保持在合理的范围内。另外，在使用供暖系统的过程中，相变储能材料可以减少空调和供暖设备的运行，从而可以有效的节约相应的费用。因此，相变储能材料对于建筑事业的发展而言，具有重要的应用价值。

摘要：本文在已有相变材料相变机理及其在建筑材料中应用研究的基础上，分析相变材料在水泥混凝土中的经济实用性及施工工艺。

关键词：相变材料；建筑材料；水泥混凝土路面；经济实用性；施工工艺

中图分类号：TU5文献标识码： A 文章编号：

1.相变材料的概念

相变材料(Phase Change Materials,简称PCM),又称为潜热储能材料,是利用相变过程中吸收或释放的热量来进行潜热储能的物质,具有在相变过程中将热量以潜热的形式储存于自身或释放给环境的性能,可以进行热能贮存和温度调节控制[1]。

相变材料以其贮热密度高、设备体积小、热效率高以及吸放热为恒温过程等优点,已应用于太阳能利用、电力的“移峰填谷”、废热和余热的回收利用、工业与民用建筑供暖和空调的节能以及航空航天、纺织工业等领域[3]。其中就建筑材料而言,相变材料已用于水泥混凝土、水泥砂浆、涂料,开发了相变温控混凝土、相变储能混凝土、相变蓄能围护结构、相变储能墙板、隔热涂料等,对控制大体积混凝土温度裂缝,调控建筑物室内温度,以及节能、降耗、环保等起到了积极作用。但相变材料在公路交通领域的应用，至今尚处于探索研究阶段。

2．相变材料分类及组成:

相变储能材料根据相变形式、相变过程主要分为固一固、固一液、液—气、固—气等4种相变储能材料；按照其成分又大致可分为无机物和有机物（包括高分子）储能材料。根据相变温度，材料可分为高温、常温、和低温材料，高温材料在200 ~ 1000摄氏度范围，主要是一些无机盐类，适用于一些特殊的高温环境。常低温材料在20 ~ 200摄氏度范围，主要是一些无机盐水合物、有机物、高分子。

【文章摘要】在建筑节能中应用相变材料，能利用材料的性能使建筑具有节能的功能。本次研究说明了相变材料发展及在建筑节能工程中的应用。虽然相变材料的应用还存在种种问题，但是在建筑施工中人们会逐渐加大相变材料应用的范围及比例，这是未来建筑施工技术发展的趋势。。施工单位要结合施工项目的要求、施工成本、施工技术选择适合的相变材料，应用材料优化建筑施工的质量。

【关键词】建筑施工；施工技术；相变材料

传统的材料性能是固定的，相变材料是与这些材料相对，具有诸能功能的材料，它的英文描述为PhaseChangeMaterial，简称PCM。在建筑节能中应用相变材料，能利用材料的性能使建筑具有节能的功能。

1相变材料发展及在建筑节能工程中的特性

在20世纪60年代，美国宇航局为了发展航空技术开发了相变材料，以后这种材料被广泛的应用在太阳能利用、采暖和制冷、供电系统优化、医学工程、储热建筑工程领域中。相变材料的第一个特点为形态多样化，相变材料既可以固态的形式出现，又可以液态的形式出现，它便于生产、便于利用，应用的领域非常广泛；相变材料的第二个特点为恒定的特点，就是指无论相变材料在作业状态还是非作业状态，只要在它的相变范围内，它的状态就是恒定的，这种高稳定性能令它被人们频繁的使用；相变材料的第三个特点为具有其它物质状态的特点，即在相变材料的诸能范围内，它能吸收周围环境多余的能量，待环境改变后释放能力，这是相变材料最重要的特点，也是它被人们使用的主要原因。

2相变材料发展及在建筑节能工程中的分类

相变材料根据材料构成来分类，可分为无机相变材料、有机相变材料、复合相变材料。无机相变材料根据构成可为结晶水合盐构成、熔融盐类构成、金属相变材料构成、多元混合物质构成。有机相变材料根据构成可分为多元混合物构成（包含石蜡烷烃混合物及脂酸类这两种物质构成）、低共溶共晶混合物构成、其它有机物质构成。复合相变材料根据构成可分为高分子复合材料构成、微胶囊体复合材料构成、纳米复合材料构成。过去人们采用无机相变材料或有机相变材料，后来人们发现复合材料可以发挥两种相变材料的优势，克复相变材料的劣势，于是复合相变材料是目前被广泛应用的材料。相变材料根据形式来分，可分为固固相变、固液相变、固气相变、液气相变这四种形式。固气相变与固液相变对应用环境的要求较高，目前还被液究及开发中，较少在建筑施工领域中应用。不同熔点的相变材料被应用在建筑施工中不同的领域范围里。比如熔点为0~8℃及15~22℃的相变材料，一般应用在制冷的领域中；熔点为19~28℃的相变材料，一般应用在建筑围护结构中；熔点为30~55℃的相变材料，一般应用在地板采暖系统中；熔点为40~50℃的相变材料，一般应用在热泵蓄热系统中。

3相变材料发展及在建筑节能工程中的应用

摘要：目前国家对建筑节能提出了较为严格的条件，通常需要民用建筑节能达到60%，传统的建筑节能材料只具有保温隔热的效果，很难满足节能的需求。因此开发新型的建筑节能产品成为研究的热点。本文论述了如何通过在建筑材料中加人相变材料制成具有储存潜热能力的围护结构的方法、相变建筑材料的热工性能和节能效果。并探讨了相变材料在建筑节能方面的发展和应用前景,以实现建筑节能和热舒适的双重目的。

关键词：相变材料;节能;建筑

中图分类号： TE08文献标识码：A 文章编号：

国家在“十一五”规划中明确提出了要发展资源节约性社会，所以建筑节能产品的开发与应用已成为当前建筑材料领域的热点问题之一。传统的建筑节能材料主要采用对内外墙保温隔热从而降低能量的消耗，这远远不能满足当前节能的要求。一方面，目前用的节能建材虽然有很好的保温效果，但无法满足人们对环境温度舒适度的要

一、相变材料的概念

相变材料(phaseChangeMaterials,简称PCM)是近年来材料科学和节能技术中一个研究方向。在材料的相变期间,吸收环境的热(冷)量,并在需要时向环境释放出热(冷)量,从而可以控制材料周围环境的温度.相变材料的这种能量贮存和再利用的性质,有助于研发对环境具有应变性能的建筑复合材料。通过将相变材料与建筑材料基体复合,可以制成相变储能建筑材料,能够将能量以相变潜热的形式进行贮存,实现能量在不同时空位置之间的转换。虽然在相变过程中温度变化比较小,但是吸收和释放的相变潜热却相当大,少量的材料可以存储大量的热(冷)量.与混凝土、砖等储热建材相比,可以大大降低能量储存对建筑物结构的要求,从而减少建筑材料的占用面积,可在建筑物中采用更加灵活的墙体结构形式。

二、相变材料应用于建筑的条件

相变材料(phase changematerial简称PCM)是指随温度变化而改变形态并能提供潜热的物质。它具有独特的潜热性能,即在相变化过程中,可以从环境吸收热(冷)量或向环境放出热(冷)量,从而达到热量存储和释放的目的。相变材料与传统建材(如水泥、石膏)复合成具有储热和温度控制功能的建筑围护结构材料,可以减少室内温度波动,提高舒适度,增大室内空间,减轻建筑物自重,节省制冷和采暖费用。目前,已发现的相变材料已有几万种,但并不是每一种PCM都可以应用在建筑中。PCM在建筑中的应用需要具有以下条件:具有良好的热传导系数,单位质量的相变潜热大,体积膨胀率小,密度大;相变过程可逆性好,相变过程的方向仅以温度决定,不存在过冷和降解现象;无毒、无腐蚀、无泄漏、防火、不污染环境;相变材料经济且原料来源容易;相变过程可靠性好,不会产生降解和变化,使用寿命长,一般要求达到50年以上;相变温度合适,适合于该地域的气候特征和接近人体的舒适温度;与建筑材料相容,不影响建筑材料的机械性能和强度;蒸汽压力低。实际上能同时满足以上各种条件的理想的相变材料几乎是没有的。只能在实际应用中采取适当的措施克服各种相变材料的缺点,使之适合人类生活环境。

1按照发生相变的材性分类

按照发生相变的材性分类，相变材料主要有有机类相变材料和无机类相变材料，有机类相变材料按照相变材料的外形状态是否稳定，可分为定型相变材料和无定型相变材料。定型相变材料主要是高分子材料如高密度聚乙烯（HDPE）等，无定型相变材料主要为多元醇、石蜡、脂肪酸、沥青等。有机类相变材料具有固体成型好、不易发生相分离及过冷现象、腐蚀性较小、性能稳定等优点，但是存在着导热系数小，熔点较低，不适于高温环境中应用，且易挥发等缺点。无机固-液相变材料主要有结晶水合盐类、熔融盐类、金属或合金类等。其中研究最多应用最广的是结晶水合盐类。它们有较大的熔解热和固定的熔点，具有代表性的有：Na2SO4.10H2O、MgCl2.6H2O、CaCl2.6H2O等。结晶水合盐一般为中性，价格便宜，导热系数大，储热密度大，是中、低温相变材料的重要一类。但是，无机相变材料通常存在着相分离、过冷等现象，添加增稠剂和晶体结构改变剂通常可以有效的解决相分离现象，添加成核剂可以解决过冷现象。另外，水合盐还有腐蚀性，不利于封装。

2相变材料在建筑上的应用

2.1固液相变材料的载体在建筑领域应用的相变材料主要是固-液相变材料。当发生固-液相变时，由于有液相的存在，经常发生液相迁移或泄漏等问题，无法进行多次循环应用，解决问题的方法主要是将相变材料制备成微细液滴进行胶囊封装，或者利用中空多孔的固体载体，将相变材料通过物理吸附或化学吸附等方法，吸附在多孔颗粒中，再进行封闭，制备复合相变体。轻质多孔材料中，石膏板、木板、陶粒、混凝土、水泥纤维板、粉煤灰空心球、活性炭人工颗粒材料、硅藻土、粘土，秸秆、高岭土等都是研究应用较多的载体。杨晟等采用泡沫石墨作为固-液体相变材料的载体，研究以石蜡正十八烷制备成泡沫石墨/石蜡相变储热复合材料。余飞等利用秸秆高孔隙率和高吸水性，浸渍无机盐固液相变材料，以改性水玻璃胶结，并模压成型制备秸秆板材，研究无机盐相变材料的过冷性质，稻秆相变材料板材的制备工艺及相变循环耐久性等；肖涛等利用活性炭制备了PEG/活性炭相变材料，研究了复合相变材料对沥青熔点的影响。仇影等采用二甲基亚砜改性的煤系高岭土为前驱体，将月桂酸和月桂醇作为相变材料，插入高岭土层间制备二元有机煤系高岭土复合相变储能材料；王佼等利用硅藻土制备了相变储能材料，并研究了复合材料的性能；谢成等以木材作为载体，聚乙二醇为复合相变材料制备了复合相变储能材料。

2.2相变材料的封装材料固-液相变材料与建筑基体材料的结合方法主要有以下3种：直接加入、浸泡和封装。直接加入法和浸泡法制备的相变储能建筑材料耐久性差，主要表现为相变材料的泄漏和对基体材料的腐蚀。封装方法有效地解决了上述问题。封装包括大体积封装和微体积封装，大体积封装是将相变材料装入管件、袋子、板状容器或其他容器中。这种容器化相变材料已经被市场应用到太阳能领域，但由于其在相变时与环境接触的面积太小使得能量传递并不是很有效。因此微体积封装越来越吸引人们的眼球。微观封装，是指把相变材料的载体做成微胶囊、多孔泡沫塑料或三维网状结构，而将工作物质灌注于其中，或者采用易成膜物质，将相变材料与载体封装成微胶囊，再与传统建筑材料直接复合，工艺简单，化学性能稳定好。

用于封装的材料主要是易成膜，阻隔性能好，不与相变材料相溶，有较好的耐久性的材料，通常为一些有机成膜材料，如聚乳酸、聚烯烃、酚醛树脂等。王锦成等采用聚乳酸为封装材料，制备了聚乳酸包覆石蜡相变储能材料，并研究了材料的性能与表征。苏磊静分别以低密度聚乙烯（LDPE）和乙烯-辛烯共聚物（POE）为包覆材料，以石蜡为相变材料，制备了定形相变材料，LiuXing等以十八烷为芯材，尿素-三聚氰胺-甲醛共聚物为囊壁，采用原位聚合法制成了微胶囊相变材料。J.Kim等以十八烷为囊芯，聚脲为囊壁，采用界面聚合法合成囊芯体积比为1：1的定型相变材料微胶囊，并将微胶囊黏结到织物上获得了具有温度调节功能的织物。

2.3相变材料的应用近几年，相变材料在建筑上的应用主要体现在建筑节能方面，应用相变材料制备建筑的围护结构、太阳能相变供暖储热系统和相变空调蓄冷系统。相变材料在建筑围护结构的中应用主要研究不同相变材料与墙体材料的复合方式，复合墙体材料的物理性质，围护结构的位置对室内温湿的影响等。张妮等对复合相变材料储热水泥板的热性能研究，以十八烷为相变材料，以膨胀石墨为支撑结构制备复合相变储热材料，并将其掺入到普通硅酸盐水泥中，研究了储热材料的表观密度、抗压强度，储热水泥板的导热系数和储热性能。结果表明随着复合相变储热材料质量含量的增加，表观密度和抗压强度逐渐下降，导热系数也近似于线性减小。

石宪研究了相变储能墙板对室内温湿度的影响，重点研究了相变墙板放置不同位置产生的温湿度差异实验结果表明，相变储能墙板可以调节室内温湿度的变化，而且相变材料在墙材中的不同组合方式对室内温湿度的调节效果也有所不同，其中相变材料位于墙体夹层中时调温效果最好，而相变材料内贴于墙体时调湿效果最好。使用相变储能墙板能明显降低室内温度，能够起到一定的建筑节能效果。郝先成等对相变材料在建筑围护结构中稳定热源和非稳定热源条件下的热效进行了理论推导，并对武汉地区实际应用的功效进行分析。研究结果表明在相同条件下与不加相变材料相比，室外温度升高10℃时，加入相变材料可削减室内峰值温度约4℃；当室外温度按正弦波形式变化时，可使室内峰值温度滞后2.65h。丁理峰等利用典型气象年逐时数据，讨论了5个热工分区中典型城市的建筑采用外保温或相变材料后，全年室温和采暖空调能耗的变化情况，研究表明外保温随采暖能耗在整个建筑能耗中比例的增大而愈显重要；内墙为相变材料可使被动式建筑夏季具有较好的舒适度，使主动式建筑夏季空调能耗降低。

摘要：文章对相变材料的种类特性以及应用做了相关研究，并且由月桂酸-癸酸按一定比例制成脂肪酸相变材料。相变材料相变温度和相变潜热随着相变材料摩尔组成的变化而变化；脂肪酸相变材料的导热系数和其相变温度呈反比关系；硅藻土的掺入改善了相变材料的传热性能。相关研究为利用其制成相变储能建筑材料提供了依据。

关键词：相变材料；导热系数；脂肪酸；硅藻土；相变储能建筑材料

中图分类号：TB34 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）06-0007-03

1 相变材料

相变材料（Phase Change Materials，PCMs）在发生相变的过程中，可以吸收环境的热（冷）量，并在需要时向环境释放出热（冷）量，从而达到控制周围环境温度的目的。相变是物质集态或组成的变化。相变的形式有以下四类：（1）固-固相变；（2）固-液相变；（3）液-汽相变；（4）固-汽相变。虽然固-固相变的潜热较小，但固-固相变由于体积变化小，对容器要求低（容器密封度、强度无需很高），可以直接加工成任意形状，是实际应用中希望采用的相变类型。利用相变材料的相变潜热来实现能量的贮存和利用，有助于开发环保节能型的相变复合材料，是近年来材料科学和能源利用领域中一个活跃的学科前沿。

目前，相变材料在建筑领域的应用已经成为重要的利用途经之一，预计在今后相当一段时间里，相变储能建筑材料在环境材料和建筑节能等领域都将扮演极其重要的角色。

以月桂酸（Lauric acid，LA）和癸酸（Capric acid，CA）作为研究的相变材料，通过混合熔融的方法制备不同摩尔比例的混合脂肪酸相变材料，形成二元低共熔体系，降低材料的熔点，得到熔化温度范围较宽、性能稳定的相变材料。测试了不同摩尔比例相变材料的导热系数，对同一摩尔比例相变材料不同温度下的导热系数和复合相变材料不同温度下的导热系数等热物理性能进行了测试，研究了硅藻土的加入对相变材料导热系数的影响。

2 相变过程特性