Матеріали з фазовою зміною (PCM) можна розділити на кілька категорій на основі їх хімічного складу та характеристик фазової зміни, кожна з яких має певні переваги та обмеження у застосуванні.Ці матеріали в основному включають органічні PCM, неорганічні PCM, біоосновні PCM та композитні PCM.Нижче наведено детальний вступ до характеристик кожного типу фазоперехідного матеріалу:
1. Органічні фазоперехідні матеріали
Органічні матеріали, що змінюють фазу, в основному включають два типи: парафін і жирні кислоти.
- Парафін:
-Особливості: висока хімічна стабільність, можливість багаторазового використання та легке регулювання температури плавлення шляхом зміни довжини молекулярних ланцюгів.
- Недоліки: теплопровідність низька, і може знадобитися додати теплопровідні матеріали для покращення швидкості теплового відгуку.
-Жирні кислоти:
-Характеристики: він має вищу приховану теплоту, ніж парафін, і має широке охоплення точки плавлення, що підходить для різних температурних вимог.
-Недоліки: деякі жирні кислоти можуть зазнавати фазового поділу і є дорожчими за парафін.
2. Неорганічні фазоперехідні матеріали
Неорганічні матеріали зі зміною фази включають сольові розчини та солі металів.
- розчин солоної води:
-Характеристики: хороша термічна стабільність, висока прихована теплота та низька вартість.
- Недоліки: під час заморожування може виникнути розшарування, і це є корозійним, що вимагає матеріалів для контейнерів.
- солі металів:
-Характеристики: Висока температура фазового переходу, підходить для високотемпературного зберігання теплової енергії.
- Недоліки: також існують проблеми з корозією та може статися погіршення продуктивності через повторне плавлення та твердіння.
3. Біологічні матеріали зі зміною фаз
Біологічні матеріали зі зміною фази — це PCM, видобуті з природи або синтезовані за допомогою біотехнології.
-Особливості:
-Екологічно чистий, біорозкладний, не містить шкідливих речовин, відповідає потребам сталого розвитку.
- Його можна добути з рослинної або тваринної сировини, наприклад рослинної олії та тваринного жиру.
-Недоліки:
- Можуть виникнути проблеми з високою вартістю та обмеженнями джерел.
-Термостабільність і теплопровідність нижчі, ніж у традиційних PCM, і можуть вимагати модифікації або використання композитного матеріалу.
4. Композиційні фазоперехідні матеріали
Композитні матеріали зі зміною фази поєднують PCM з іншими матеріалами (такими як теплопровідні матеріали, опорні матеріали тощо), щоб покращити певні властивості існуючих PCM.
-Особливості:
- Шляхом поєднання з матеріалами з високою теплопровідністю можна значно покращити швидкість теплового відгуку та термічну стабільність.
- Можна налаштувати відповідно до конкретних вимог застосування, наприклад, підвищення механічної міцності або підвищення термічної стабільності.
-Недоліки:
- Процес підготовки може бути складним і дорогим.
- Потрібна точна відповідність матеріалу та технології обробки.
Кожен з цих матеріалів зі зміною фази має свої унікальні переваги та сценарії застосування.Вибір відповідного типу PCM зазвичай залежить від температурних вимог конкретного застосування, бюджету витрат, міркувань впливу на навколишнє середовище та очікуваного терміну служби.З поглибленням досліджень і розвитком технології розробка матеріалів зі зміною фази
Очікується, що сфера застосування буде розширюватися, особливо в області зберігання енергії та управління температурою.
Час публікації: 20 червня 2024 р