相变材料的分类

分享到:
点击次数:10230 更新时间:2021年01月23日16:33:29 打印此页 关闭

相变材料的技术原理是利用物质的相变过程来进行储放热。具体来说,物质有固、液、气三相,物质由一种状态(相)变为另一种状态(相)会吸收或者释放能量,且该过程中温度不变,吸收或者释放的热量,学术上定义为相变潜热。

相变材料的分类.png

相变材料种类很多,其分类标准也很多样。若按物质相状态之间的转变变方式可以分为以下四种: 固体与固体之间的相变(固-固相变)、固体与液体之间的相变(固-液相变)、气体与固体之间的相变(气-固相变) 和气体与液体之间的相变(气-液相变)。固-固相变材料的储能原理如下:当物质由一种结晶态向另一种结晶态的转变时,会发生能量的转换,利用该过程可以达到储能的目的。这类相变材料特点是:1、很小的潜热蓄热密度;2、跟固液相变体积变化相比,固固相变的体积变化较小。固-固相变具备一项很明显的优势:由于对容器的要求不高,因此带来容器设计上的灵活性 相比于固固相变材料, 固气相变和液气相变这两类材料的相变潜热更大,但是这两类相变材料具有一个很明显的缺点:即在相变过程中,这两类相变材料会伴随大量气体的产生,对容器的气密性有很高的要求,因此使得容易设计很复杂和不切实际。虽然固液相变材料的相变焓略微小于气液相变材料的相变焓,但是气液相变过程体积变化是固液相变材料蓄热过程中的体积变化的 10 倍。因此相似的相变焓和蓄热过程中显著小的体积变化,使得固液相变材料被认为是一种非常具有工业应用价值的潜热蓄热材料。
固液相变材料的分类多种多样,按照相变时的相变温度高低可以分为低温(<100℃),中温(100~200 ℃) 和高温相变材料(200~1000 ℃)。除此之外,固液相变材料还可以按照化学性质分为有机与无机相变材料, 或者按照使用价格和成本分为经济性与非经济性相变材料。通常,经济性与非经济性相变蓄热材料的主要区别在于价格是否适合大规模运用,有些相变材料虽然相变焓、热稳定性等热物性参数十分良好,但是其价格昂贵不适合大规模运用。

上一条:相变材料如何选择 下一条:碳中和