Матеріали зі зміною фаз (PCM) — це особливий тип речовини, яка може поглинати або виділяти велику кількість теплової енергії за певної температури, зазнаючи змін у фізичному стані, наприклад із твердого стану в рідкий або навпаки.Завдяки цій властивості матеріали зі зміною фази мають важливе застосування для контролю температури, накопичення енергії та управління температурою.Нижче наведено детальний аналіз матеріалів зі зміною фази:
фізична власність
Основною характеристикою матеріалів зі зміною фази є здатність поглинати або виділяти велику кількість прихованого тепла при фіксованій температурі (температура зміни фази).У процесі поглинання тепла матеріали переходять з однієї фази в іншу, наприклад, з твердого стану в рідкий (плавлення).Під час екзотермічного процесу матеріал переходить із рідкого стану в твердий (затвердіння).Цей процес фазового переходу зазвичай відбувається в дуже вузькому діапазоні температур, що дозволяє матеріалам зі зміною фази мати добру термічну стабільність при майже постійних температурах.
Основні види
Матеріали з фазовою зміною можна класифікувати за такими категоріями на основі їхніх хімічних властивостей і сфер застосування:
1. Органічні PCM: включаючи парафін і жирні кислоти.Ці матеріали мають добру хімічну стабільність, можливість повторного використання та відповідний діапазон температур фазового переходу.
2. Неорганічні ПКМ: включаючи сольові розчини та сполуки металів.Їх теплопровідність зазвичай краща, ніж органічні PCM, але вони можуть зіткнутися з проблемами розшарування та корозії.
3. PCM на біологічній основі: це новий тип PCM, який походить із природних біоматеріалів і має екологічні та стійкі характеристики.
область застосування
Матеріали зі зміною фази широко використовуються в багатьох сферах, в основному включаючи:
1. Енергоефективність будівлі: інтегруючи PCM в будівельні матеріали, такі як стіни, підлога або стеля, можна ефективно регулювати температуру в приміщенні, зменшуючи споживання енергії для кондиціонування повітря та опалення.
2. Зберігання теплової енергії: PCM можуть поглинати тепло при високих температурах і виділяти тепло при низьких температурах, допомагаючи збалансувати пропозицію та попит на енергію, особливо при використанні відновлюваної енергії, такої як сонячна та вітрова енергія.
3. Управління температурою електронних продуктів: використання PCM в електронних пристроях може допомогти керувати теплом, що виділяється під час роботи, підвищити ефективність і подовжити термін служби пристрою.
4. Транспортування та пакування: використання PCM у транспортуванні продуктів харчування та фармацевтичних препаратів може підтримувати продукти при відповідних температурних умовах і гарантувати якість продукції.
Технічні проблеми
Незважаючи на значні переваги матеріалів зі зміною фази, вони все ще стикаються з деякими технічними проблемами в практичному застосуванні, такими як термін служби, термічна стабільність і потреба в пакуванні та інтеграційних технологіях.Ці виклики необхідно подолати завдяки прогресу в матеріалознавстві та інженерних технологіях.
Матеріали з фазовою зміною дуже очікувані в сферах зеленої енергетики та екологічних технологій завдяки їхнім унікальним тепловим характеристикам і широким перспективам застосування.
Час публікації: 20 червня 2024 р