相变材料的研究进展及其在建筑领域的应用综述
2010年2月材 料 开 发 与 应 用
文章编号:100321545(2010)0120069205
相变材料的研究进展及其在建筑领域的应用综述
张 亮,晏 华,余荣升,陈淑莲,张 江
(解放军后勤工程学院,重庆 400016)
摘 要:相变材料是相变物质与传统建筑材料复合而成的一种新型储能建筑材料,本文对相变材料的概念、相变材料的分类、相变材料的筛选和改进、相变材料的制备方法以及封装方法进行了阐述,同时论述了相变材料在建筑领域的应用,并提出了相变材料应用于建筑领域的发展方向。关键词:相变材料;建筑节能;建筑材料中图分类号:TG 34 文献标识码:A
收稿日期:2009-05-13
能源是人类社会生存和发展的血液,在电力供电引起的能源和环境危机越来越被人们关注
的情况下,如何开发出新的绿色能源以及提高能源的利用率显得越发重要。
现阶段,人们关心比较多的新能源是太阳能,但是太阳能利用和废热回收存在时间和空间上的不匹配的问题。相变储能材料可以从环境中吸收能量和向环境释放能量,较好地解决了能量供求在时间和空间上不匹配的矛盾,有效地提高了能量的利用率。同时相变储能材料在相变过程中温度基本上保持恒定,能够用于调控周围环境的温度,并且能重复使用
[1]
。相变储能材料
的这些特性使得其在电力“移峰填谷”、工业与民
用建筑和空调的节能、纺织品以及军事等领域有着广泛的应用前景。
1 相变材料的研究进展
111 相变材料的分类
相变材料是可将一定形式的能量在高于其相变温度时储存起来,而在低于其相变温度时释放出来加以利用的储能材料。它主要由主储热剂、相变点调整剂、防过热剂、防相分离剂、相变促进剂等组分组成
[2]
。相变材料种类很多,从所储能量的特点看,
分为储热材料和储冷材料两类[2]
。从储能材料储能的方式看,可分为显热储能、潜热储能和化
学反应储能3类[3]
。其中,潜热储能是利用相变
材料的相变潜热来储热,储能密度大,储热装置简单、体积小,而且储热过程中储热材料近似恒温,可以较容易地实现室温的定温控制,特别适用于建筑保温节能领域[4]
。从蓄热的温度范围看,可分为高温、中温和低温3类。高温相变材料主要是一些熔融盐、金属合金;中温相变材料主要是一些水合盐、有机物和高分子材料;低温
相变材料主要是冰和水凝胶[5]
。从材料的化学组成看,可分为无机相变材料、有机相变材料和混合相变材料三类。无机相变材料主要包括结晶水合盐、熔融盐、金属合金等无机物;有机相变材料主要包括石蜡、羧酸、酯、多元醇等有机物;混合相变材料主要是有机和无机共融相变材料
的混合物[5]
。从蓄热过程中材料相态看,可分为固液相变材料、固固相变材料、固气相变材料和液气相变材料。由于后两种相变方式在相变过程中伴随有大量气体的存在,使材料体积变化较大,因此尽管它们有很大的相变焓,但在工程应
用中很少被使用[2]
。固液相变材料主要包括水合盐和石蜡等。固固相变材料相变时不发生相态的转变,而是相变材料的晶型发生了变化,在晶型变化过程中有热量的吸收和放出。固固相变材料主要包括高密度聚乙烯、多元醇和具有“层状钙钛矿”晶体结构的金属有机化合物[5]
。
112 相变材料的筛选和改进
上个世纪80年代美国Dow 化学公司对近2万种相变材料进行了测试,结果表明只有1%的相变材料有使用价值,它们是有合适熔点的水合
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盐以及一些有机相变材料。由于民用建筑对材料的性质与经济因素有严格的限制,适用于储能建材的相变材料就更少了。
用于低能耗建筑的理想相变材料应满足以下几项要求[6]:(1)相变材料的室内设计温度或者供暖、空调系统要求的温度范围内;(2)具有足够大的相变潜热;(3)相变时膨胀或者收缩要小;(4)相变的可逆性要好;(5)无毒性、无腐蚀性;(6)制作原料廉价易得。
但是实际上,能够满足以上各种条件的理想相变材料是不存在的。所以,需要对相变材料进行改进。
对相变材料的改进主要有以下两种方法:
(1)将几种有机物配合成二元或者多元相变材料,也可以将有机物与无机物复合,从而制得合适相变温度以及相变潜热的相变材料[7]。
(2)制备一直保持固体形状的固液相变材料。这类相变材料的主要组成成分有两种:工作物质和载体基质。前者用来储能,主要是固液相变材料;后者可以保持材料的不流动性和可加工性,载体基质的相变温度一般都较高,载体基质不仅要有结构材料的一般特性,还要与相变材料相容、无腐蚀、无化学反应及成本低等[8]。
113 相变材料的制备方法
目前制备相变材料的方法主要有以下3种[1]:
(1)基体材料封装相变材料法
基体材料封装相变材料法就是把基体材料按照一定的成形工艺制备成微胶囊、多孔或三维网状结构,再把相变材料灌注于其中或把载体基质浸入熔融的相变材料中。其中微胶囊化技术包括界面聚合法和原位聚合法:(1)界面聚合法是将两种反应单体分别存在于乳液互不相溶的分散相和连续相中,而聚合反应是在相界面上发生的。这种制备微胶囊的工艺优点为可以在常温下操作,而且方便简单、效果好。缺点是对壁材要求较高,被包覆的单体要有较高的反应活性;制备出的微胶囊夹杂有少量未反应的单体;界面聚合形成的壁膜的可透性一般较高,不适于包覆要求严格密封的芯材等。(2)原位聚合法的技术特点是:单体和引发剂全部置于囊心的外部且要求单体可溶,而生成的聚合物不溶,聚合物沉积在囊心表面并包覆形成微胶囊。
(2)基体和相变材料熔融共混法
本方法是利用相变物质和基体的相容性,熔融后混合在一起制成组分均匀的储能材料。此种方法比较适合制备工业和建筑用低温的定形相变材料。
(3)混合烧结法
本方法首先将制备好的微米级基体材料和相变材料均匀混合,然后添加一定量的外加剂球磨混匀并压制成形后烧结,从而得到储能材料。114 相变材料的表征
相变材料的表征目前没有统一的标准,李栋[1]等人给出了4种较为全面的表征方法,包括差示扫描量热法(DSC)和热分析法(T A)、TG分析法、时间2温度曲线法以及扫描电镜法(SE M)。扫描量热法(DSC)和热分析法(T A)主要用来表征相变材料的储能温度范围和储能密度。TG分析法主要是用来研究相变材料的稳定性和储热能力。时间2温度曲线法主要是用来测量相变材料完全相变的时间,从而计算其导热系数。扫描电镜法(SE M)主要是用来观测相变材料的断面,以确定其结构的均匀性和稳定性。
2 相变储能材料在建筑领域的应用
211 相变储能材料在建筑中的应用历史与现状相变材料应用于建筑的研究开始于1982年,由美国能源部太阳能公司发起。1988年起由美国能量储存分配办公室推动此项研究[9]。
Lane在其著作《太阳能储存———潜热材料》一书中对20世纪80年代初以前相变材料和容器的发展作了总结[10]。
20世纪90年代以相变材料处理石膏板、墙板与混凝土构件等建筑材料的技术发展起来了[11],随后,相变材料在石膏板、墙板与混凝土构件的研究和应用得到了发展,主要目的是增强轻质结构的热容[2]。
美国Neeper估计相变墙板能转移居民空调负荷中90%的显热负荷到用电低谷期,可降低30%的设备容量[12]。Oakbridge国家实验室在1990年得出结论:在太阳房中,相变墙板能明显降低附加能量的消耗,回报期大约是5年[5]。
日本的Kanaga wa大学和Tokyo Denki大学的研究人员对相变墙板的储热性能进行了研
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究[13]。他们得出了相变墙板的使用使得热负荷更加平缓,辐射域更加舒适,用电量下降,有消减峰负荷的可能的结论。
国内对相变建筑材料的研究起步较晚,张寅平[14]研究了无水乙酸钠和尿素的共混物,其相变温度在28～31℃。同济大学[15]则主要以工业级的硬脂酸丁酯为相变材料进行建筑节能混凝土材料的研究。
212 建筑用相变储能材料的封装技术
相变材料与基材的结合方式主要有直接加入、浸泡和封装3种[16]。直接加入法便于控制加入量,浸泡法则可对成品建筑材料进行处理。但是,采用这两种方法制备的相变储能建材耐久性差,主要表现为相变工质的泄露和对基材的腐蚀。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、板状容器或者其他容器中,这种容器化相变材料已经被市场应用到太阳能领域,但是由于其在相变时与环境接触的面积太小,使得能量传递不是很有效。因此,微体积封装越来越吸引人们的眼球。微观封装,是指把载体基质做成微胶囊、多孔泡沫塑料或者采用易成膜物质。现阶段将相变材料微胶囊化研究的较多。微胶囊相变材料可与传统建筑材料直接复合,工艺简单,化学性能稳定,储热量高,导热率高。
213 相变储能材料的相变机理[17]
相变材料从液态向固态转变时,要经历物理状态的变化。在这两种相变过程中,材料要从环境中吸热,反之,向环境放热。在物理状态发生变化时可储存或者释放的能量称为相变热,发生相变的温度范围很窄。物理状态发生变化时,材料自身的温度在相变完成前几乎维持不变。大量相变热转移到环境中,产生了一个宽的温度平台。相变材料的出现,体现了恒温时间的延长,并可与显热和绝缘材料在热循环时,储存或者释放显热。
214 相变材料在建筑领域的应用
相变蓄热材料在建筑节能领域的应用主要体现在以下3个方面:相变蓄能维护结构、供暖储能系统和空调蓄冷系统。
21411 相变蓄能维护结构[3]
将相变材料掺入到现有的建筑材料中,制成相变蓄能围护结构,可以大大增强围护结构的蓄热功能,使得少量的材料就可以储存大量的热量。由于相变蓄能结构的储热作用,建筑物室内和室外之间的热流波动幅度被减弱,作用时间被延迟,从而可以降低建筑物供暖、空调系统的设计负荷,达到节能的目的。
如果将相变储能围护结构与合适的通风方式相结合,相变蓄能围护结构的节能作用将更为明显。如在相变储能墙体中设置风道,利用夜间通风,在冬季可以由空气将墙体日间所蓄热量带入室内,供室内夜间采暖用;在夏季可以将墙体在夜间散入室内的热量带出室外,降低夜间空调系统的负荷。还可以在相变蓄能墙体或楼板中设置电加热器、冷热水管,利用夜间廉价的电力蓄冷或蓄热。
21412 供暖储能系统[4]
(1)相变蓄热地板辐射供暖系统
相变蓄热的地板辐射供暖系统所需热媒的温度较低,热舒适性好,是适合于太阳能集热器、热泵等作为热源的理想供暖方式。由于利用了低温辐射方式供暖,室内水平温度分布均匀,垂直温度梯度小,符合人体生理需要,可使人体获得非常理想的热舒适感。另外,地板辐射采暖室内设计温度可比通常方式低2℃,而且又由于可以利用廉价的低品位能源,所以节能效果显著。相变蓄热地板由上至下依次为相变材料层、水管(内通热水作为热媒)和隔热材料。可以使用水—水热泵作为热源,利用夜间廉价的电价进行储热以供次日白天使用。也可以考虑采用平板式太阳能热水器作为热源,节能效果将更加显著。
(2)带相变蓄热器的空气型太阳能供暖系统
此系统由空气型太阳能集热器、集热器风机、相变蓄热器、负荷风机以及辅助加热器组成。空气在太阳能集热器和相变储热器之间、相变储热器和负荷之间形成两个循环环路。相变蓄热器包含多个供空气流动的矩形断面的通道,这些通道相互平行并用相变材料隔开。相变材料蓄存日间的太阳能并在夜间加热通道内送风以满足夜间房间负荷的需要。
21413 空调蓄冷系统[3,4]
(1)利用楼板蓄冷的吊顶空调系统
空调系统利用吊顶内的空间向房间内送风,
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不必设置专用的风道,系统简单,造价低。夜间电价低时,空调系统通向房间的送风阀关闭,空气在天花板和楼板之间的吊顶空间内循环流动,冷却天花板和楼板,楼板中的相变材料发生相变以蓄存冷量;日间送风阀打开,空气被楼板冷却后送到空调房间内,满足房间负荷的需要。同常规的吊顶空调相比,采用相变储能的吊顶送风方式房间内不会出现峰值负荷,比较经济。
(2)相变蓄冷空调新风机组
相变蓄冷空调新风机组是设置有平板式相变储换热器的新风机组。板式储换热器结构简单,由一组扁平的平板式容器堆积组合而成,每两个平板式容器之间用扁平的矩形风道隔开。相变材料封装在平板式容器中,容器中还装有若干水平水管,埋在相变材料中。利用夜间廉价的电力进行蓄冷。蓄冷时通入冷媒水,冷媒水将冷量传递给相变材料,使其凝固蓄冷;释冷时,室外新风通过风道,相变材料熔化释冷,使空气降温然后送入室内。
上述的相变空调蓄冷系统,相对于空调冰蓄冷系统而言,属于“高温”蓄冷系统,即此种系统的制冷机出口冷媒水温度高于冰蓄冷系统的冷媒水出口温度,可以有效克服冰蓄冷系统蓄冷运行时制冷压缩机性能系数较低的缺点。
3 结束语
相变材料在建筑节能领域的研究主要包含三个方面的问题:相变材料的热物性、相变材料与建材基体的相容性和经济性。
因此,相变材料在建筑节能领域的研究将主要集中于以下几个方面:
(1)针对不同的室内外环境条件,研制出具有合适的相变温度与相变焓,并且能够在长期使用过程中物理化学性能稳定的廉价的相变材料。
(2)研究改善相变材料的导热性能,提高其相变速率的方法。
(3)研究相变材料与建筑基材间的相容性机理,寻找合适的表面活性剂,对相变材料进行改性,提高相变材料与建材基体的相容性。
(4)在应用了相变储热装置或相变储热围护结构,具有不同冷热源形式的供暖、空调系统中,针对不同的使用条件,开展房间热过程的数值模拟研究和与模拟对应的实验研究。
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A Rev i ew of Pha se Change M a ter i a ls :D evelop m en t and Appli ca ti on
i n Bu i d i n g Energy Sav i n g
ZHAN G L iang,YAN Hua,YU Rong 2sheng,CHEN Shu 2lian,ZHAN G J iang
(Dep t 1of App licati on &M anage ment Engineering,LE U,Chongqing 400016,China )
Abstract:Phase change materials is a kind of ne w energy saving material which combined the phase change material with tradi 2ti on building materials .The classificati on modificati on p reparati on of phase change materials and the way of encap sulati on of phase change materials are described in detail in this paper .The app licati on of phase change material in the energy saving engi 2neering is discussed and the devel opment trend in energy 2st oring building is p r oposed 1Keywords:Phase change material;Building energy;Building material
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I TO Sputter i n g Target Research S itua ti on a t Ho m e and Abroad
ZHAN G Zhi 2qiang
(Luoyang Shi p M aterial Research I nstitute,Luoyang 471039,China )
Abstract:I n this paper,the research p r ogress,manufacturing technol ogy and app licati ons in the domestic market of I T O are re 2viewed 1The physical p r operties of I T O s puttering target is intr oduced .Keywords:I T O target;Research;Pr oducti on
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纳米复合材料最新研究进展与发展趋势
智能复合材料最新研究进展与发展趋势 1.绪论 智能复合材料是一类能感知环境变化，通过自我判断得出结论，并自主执行相应指令的材料，仅能感知和判断但不能自主执行的材料也归入此范畴，通常称为机敏复合材料。智能复合材料由于具备了生命智能的三要素：感知功能(监测应力、应变、压力、温度、损伤) 、判断决策功能(自我处理信息、判别原因、得出结论) 和执行功能(损伤的自愈合和自我改变应力应变分布、结构阻尼、固有频率等结构特性) ，集合了传感、控制和驱动功能，能适时感知和响应外界环境变化，作出判断，发出指令，并执行和完成动作，使材料具有类似生命的自检测、自诊断、自监控、自愈合及自适应能力，是复合材料技术的重要发展。它兼具结构材料和功能材料的双重特性。 在一般工程结构领域，智能复合材料主要通过改变自身的力学特性和形状来实现结构性态的控制。具体说就是通过改变结构的刚度、频率、外形等方面的特性，来抑制振动、避免共振、改善局部性能、提高强度和韧性、优化外形、减少阻力等。在生物医学领域，智能复合材料可以用于制造生物替代材料和生物传感器。在航空航天领域，智能复合材料已实际应用于飞机制造业并取得了很好的效果，航天飞行器上也已经使用了具有自适应性能的智能复合材料。智能复合材料在土木工程领域中发展也十分迅速。如将纤维增强聚合物（FRP）与光纤光栅（OFBG）复合形成的FRP—OFBG 复合筋大大提高了光纤光栅的耐久性。将这种复合筋埋入混凝土中，可以有效地检测混凝土的裂纹和强度，而且它可以根据需要加工成任意尺寸，十分适于工业化生产。本文阐述了近年来发展起来的形状记忆、压电等几种智能复合材料与结构的研究和应用现状，同时展望了其应用前景。 2.形状记忆聚合物（Shape-Memory Polymer）智能复合材料的研究 形状记忆聚合物（SMP）是通过对聚合物进行分子组合和改性，使它们在一定条件下，被赋予一定的形状（起始态），当外部条件发生变化时，它可相应地改变形状并将其固定变形态。如果外部环境以特定的方式和规律再次发生变化，它们能可逆地恢复至起始态。至此，完成“记忆起始态→固定变形态→恢复起始态”的循环，聚合物的这种特性称为材料的记忆效应。形状记忆聚合物的形变量最大可为200％，是可变形飞行器
相变材料
相变材料 夏红芳环境工程一班 2220083741 摘要：由于全球能源和环境问题的日益加剧，能源节约和环境的改善已成为当今迫切解决的问题，相变节能材料受到很大重视和广泛研究。本文主要介绍了相变材料的概念、特点、恒温机理及分类，然后讨论了它在各领域的主要运用，并展望了其良好前景和未来研究的方向。 关键词：相变材料节能恒温建筑采暖 1 前言 近年来，随着全球能源危机的日益加剧，节约能源、有效利用能源逐渐成为人们追求的目标。相变材料的节能应用很早就受到重视，许多发达国家对此进行了大量的研究和开发[1]。我国的科研机构亦对此课题进行大量的研究并发表了许多论文。但由于生产材料的成本过高和稳定性等原因，其应用受到限制。近年来由于材料的研究取得重大进展，相变材料的成本大大降低，稳定性也已达到上万个相变周期而不改变其特性，这使得应用相变材料节能达到了实用阶段[2]。从可持续发展战略出发，研究如何在满足当前经济飞快发展的需求，尽可能地提高对能源的有效利用率，对于当前的能源形势具有重大的意义[1]。 2 相变材料 相变材料PCMs( Phase Change Materials)是指在一定狭窄明确的温度范围，即通常所说的相变范围内可以改变物理状态，如从固态转变为液态或从液态变为固态的材料[3]。在相变过程中，体积变化很小，热焓高，因此以潜热形式从周围环境吸收或释放大量热量，热的吸收量或释放量比一般加热和冷却过程要大得多，而此时PCMs的温度保持不变或恒定。因此它是一种利用相变潜热来贮能和放能的化学材料。
我们最常见的相变材料非水莫属了，当温度低至0°C 时，水由液态变为固态（结冰）。当温度高于0°C时水由固态变为液态（溶解）。在结冰过程中吸入并储存了大量的冷能量，而在溶解过程中吸收大量的热能量。冰的数量（体积）越大，溶解过程需要的时间越长[3]。这是相变材料的一个最典型的例子。从以上的例子可看出，相变材料实际上可作为能量存储器。这种特性在节能，温度控制等领域有着极大的意义。因此，相变材料及其应用成为广泛的研究课题。 3 相变材料的分类 相变材料并不是科学家发明的一种新型材料，而是以各种形式存在于自然界中。迄今为止，已有超过500 种的天然和合成相变材料被人们掌握和了解[4]。按相变材料的科学属性划分，相变材料一般可以分为：无机水合盐相变材料、有机相变蓄能材料、复合相变蓄能材料。 3.1 无机类 无机类相变材料主要有结晶水合盐类、熔融盐类等其中最典型的是结晶水合盐类，它们有较大的熔解热和固定的熔点(实际上是脱出结晶水的温度变化: 脱出的结晶水使盐溶解而吸热，降温是其发生逆过程，吸收结晶水而放热)。通常 是中、低温相变蓄能材料。具有代表性的有：Na 2SO 4 ·10H 2 O ， MgCl 2 ·6H 2 O 等 水合盐类。无机类相变材料通常具有使用范围广、导热系数大(与有机类相变材料相比)、溶解热较大、密度大(单位体积的储热密度大) 、一般成中性、价格较便宜等优点。但是，这类材料通常存在过冷现象、相分离两个问题[4]。 3.2 有机类 有机相变蓄能材料是利用晶体之间的转变来吸热或放热，典型的有石蜡、酯酸类和高分子化合物。有机类相变材料具有的优点有: 在固体状态时成型性较好，一般不容易出现过冷现象和相分离。而缺点是: 导热系数小，单位体积的储能能力较小，熔点较低，不适于高温场合中应用[4]。 3.3 复合类 复合相变材料主要指性质相似的二元或多元化合物的一般混合体系或低共熔体系,形状稳定的固液相变材料,无机有机复合相变材料等[5][14]。复合相变蓄热材料一般有分为两种，一种利用无机物作为网络状基质以维持材料的形状、力学性能，而有机物作为相变材料嵌在无机网络结构里面，这样通过有机物的相变来吸收和释放能量；另一种纤维复合蓄热材料，它是将导热纤维制成蓬松团置入金属容器或模腔中，并加入相变蓄热材料的复合材料。复合相变材料既能有效克服单一的无机物或有机物相变储热材料存在的缺点，又可以改善相变材料的应用效果以及拓展其应用范围。但是混合相变材料也可能会带来相变潜热下降，或在长期的相变过程中容易变性等缺点。 此外，还有一些其他分类方法，按相变温度的范围，将相变材料分为三类: 高温、中温和低温相变材料。按相变材料的组成成份将相变材料分为两类: 有机类和无机类。按相变的方式，将相变材料分为四类:固——固相变、固——液相变、固——气相变、及液——气相变材料。由于后两种相变方式在相变过程中，伴随有大量气体的存在，使材料体积变化较大。因此，尽管它们相变焓较大，但在实际中很少应用[4]。常用的就是固——固相变和固——液相变材料。 4 相变材料蓄能机理 相变材料具有在一定温度范围内改变其物理状态，发生吸热和放热的反应。当环境温度高于某相变温度时，材料吸收并储存能量，以降低环境
新型建筑材料的应用及前景发展
新型建筑材料的应用及前景发展 新型建筑材料的应用及前景发展 也表现出了一定的优势，体现了一种高科技、低成本的全心建筑理念。 关键词： 新型建筑材料;特点;应用;发展建议 1 新型建筑材料所具备的特点 1.1 功能的多样化 人民生活水平的不断提高使得他们对建筑材料的要求不仅仅是停留在一个层面之上，他们更加希望建筑材料能够朝着功能更加多样化来发展。这就意味着建筑材料不仅要满足大众的基本要求，还要具有呼吸、杀菌以及防辐射等其他的功能。 1.2 更加节能环保 近几年建筑材料革新以及节能的力度不断在加大，在建设过程中对材料的保温性以及防水性也都提出了更高的要求，人们生活水平以及文化水平的提高使得他们更加注重对自身的保护，在具体使用的材料中还要回要求到不仅要对人体无害还要对环境没有危害，会要求它们更加环保。 1.3 轻质但是强度比较高 新型的建筑材料体积密度都相对较小，材料以多孔为主。以空心砖的使用为例来说，它不仅大大地减轻了建筑物自身的重量，而且更多地满足了建筑向空间来发展的要求。强度高指的是建筑材料的强度
大于等于60mpa，这样的材料应用在承重结构中可以提高建筑物的稳定性以及灵活性。 1.4 工业化规范化的生产 新型建筑材料主要是通过先进的施工技术，采用规范化工业化的生产方式来进行生产的。这样生产出来的产品质量比较好也有着巨大的市场前景，比如涂料和防水卷材等等。 2 几种常见新型建材的发展应用 1 新型的墙体材料 我们国家的新型墙体材料发展还是相对比较快的，所形成的种类也比较多，这主要包括了砖、块、板着几个大项。新型的墙体材料要在墙体材料使用总量中占有一个较高的比例还是要靠档次以及水平的提高还有就是专业化规模化的生产线。空心砖要使用废渣进行掺假、提高空洞率以及保温性。外墙装饰用的墙砖要发展它们的多排孔，还要配合相关建筑部分推广应用轻钢的结构体系。 2 新型的保温材料 我国的保温材料近二十年取得了告诉的发展，产品从单一发展到了多样，质量也得到了较大提高，现在已经形成了齐全的产业，技术以及生产设备水平也有了很大的提高。但是由于我们国家这个行业起步比较晚，总体水平还是有一定欠缺的，在在一定程度上影响到了保温材料的推广和应用。近几年保温材料工业出现了重复建设的现象，短短几年之间过剩的生产线投产，但是应用远跟不上生产，造成了供大于求的局面。 3 新型的防水密封材料
纳米材料和技术在新型建筑材料中的应用
纳米材料和技术在新型建筑材料中的应用中国绿色节能环保网点击数：269 发布时间：2010年3月22日来源：中国节能住宅网 纳米技术是二十世纪80年代末诞生并正在崛起的新技术,主要是指在0.1~100nm尺度范围内,研究物质组成体系中电子、原子和分子运动规律与相互作用,其研究目的是按人的意志直接操纵电子、原子或分子,研制出人们所希望的、具有特定功能特性的材料和制品。纳米技术是高度交叉的综合性学科,它主要包括:纳米体系物理学、纳米化学、纳米材料学、纳米生物学、纳米电子学、纳米加工学、纳米力学、纳米机械学。纳米技术已应用于建筑材料、光学、医药、半导体、信息通讯、军事等领域。目前,纳米材料技术是唯一可以实现的纳米技术。 纳米材料以其特有的光、电、热、磁等性能为建筑材料的发展带来一次前所未有的革命。利用纳米材料的随角异色现象开发的新型涂料,利用纳米材料的自洁功能开发的抗菌防霉涂料、PPR供水管,利用纳米材料具有的导电功能而开发的导电涂料,利用纳米材料屏蔽紫外线的功能可大大提高PVC塑钢门窗的抗老化黄变性能,利用纳米材料可大大提高塑料管材的强度等。由此可见,纳米材料在建材中具有十分广阔的市场应用前景和巨大的经济、社会效益。 近年来,国内外开始探索纳米材料和纳米技术在建材中的发展及应用工作,并取得了一些可喜的成果,现分类介绍如下: 1纳米技术在建筑涂料中的应用 涂料是建筑物的内衣(内墙涂料)和外衣(外墙涂料),国内传统的涂料普遍存在悬浮稳定性差、不耐老化、耐洗刷性差、光洁度不高等缺陷。纳米复合涂料就是将纳米粉体用于涂料中所得到的一类具有耐老化、抗辐射、剥离强度高或具有某些特殊功能的涂料。在建材(特别是建筑涂料)方面的应用已经显示出了它的独特魅力。 同一种纳米粒子在不同粒径下会有不同的作用,不同种类的纳米粒子也可以在涂料中起
磁电复合材料研究进展.
《复合材料学》课程论文 题目：磁电复合材料的研究进展 学生姓名：李名敏 学号： 051002109 学院：化学工程学院 专业班级：材料化学101 电子邮箱： 904721996@https://www.360docs.net/doc/527744096.html, 2013年 6 月
磁电复合材料的研究进展 摘要：本文介绍磁电复合材料的研究现状和合成工艺，讨论了磁电复合材料性能的影响因素，最后提出了其目前存在的问题及对今后的展望。 关键词：磁电复合材料铁电相铁磁相纳米材料合成工艺性能 1 引言 材料在外加磁场作用下产生自发极化或者在外加电场作用下感生磁化强度的效应称为磁电效应，具有磁电效应的材料称为磁电材料[1]。而磁电复合材料，它由两种单相材料—铁电相与铁磁相经一定方法复合而成。磁电复合材料的磁电转换功能是通过铁电相与铁磁相的乘积效应实现的, 这种乘积效应即磁电效应。磁电复合材料不仅具有前者的压电效应和后者的磁致伸缩效应，而且还能产生出新的磁电转换效应。这种材料能够直接将磁场转换成电场，也可以把电场直接转换为磁场。这种不同能量场之间的转换一步而成，不需要额外的设备，因此转换效率高、易操作。磁电复合材料不但具有较高的尼尔和居里温度，磁电转换系数大等诸多优点，而且还可被用于微波、高压输电、宽波段磁探测，磁场感应器等领域，尤其是在微波泄露、高压输电系统中的电流测量方面有着很突出的优势。此外，磁电复合材料在智能滤波器、磁电传感器、电磁传感器等领域也潜在着巨大的的应用前景[2]。目前, 磁电复合材料作为一种非常重要的功能材料，已成为当今铁电、铁磁功能材料领域的一个新的研究热点。 2 磁电复合材料的研究现状 2.1 磁电复合材料的历史 1894年法国物理学家居里首先提出并证明了一个不对称的分子体在外加磁场的影响下有可能直接被极化，磁电材料概念就此被提出。随后，一些科学家又指出了从对称性角度来考虑，在磁有序晶体中可能存在与磁场强度成正比的电极化以及与电场强度成正比的磁极化即线性磁电效应。直到20世纪80年代，已经发现50多种具有磁电效应的化合物，以及几十种具有此性能的固溶体。虽然发现了一系列具有磁电效应的单相材料，而这类材料虽然既具有铁电性(或反铁电性)，又具有铁磁性(或反铁磁性)，然而这些材料的居里温度大都远远低于室温，并且只有在居里温度以下这些材料才会表现出微弱的磁电效应。当环境温度上升到居里温度以上时，磁电系数就迅速下降为零，磁电效应也就随之消失。因此，难以利用单相磁电材料开发出具有实际应用价值的器件。这些局限性使得材料科学工作者们又将目光转移到复合材料上，Van Suchtelen首先提出通过复合材料的乘积效应来获得磁电效应，为制备高性能磁电材料开辟了一条新途径。1978
浅谈新型建筑材料的发展趋势
浅谈新型建筑材料的发展趋势 摘要：建筑材料要做到节能, 就必须综合考虑建筑材料的生产和使用能耗, 尽量采用工业废渣做原料, 在保证一定材料成本的条件下, 选择保温效果好的建筑材料。环保节能建筑材料是以最少的资料, 并尽量利用工农业废弃物及再生材料制造出的高效能建筑材料。在生产过程中也尽量减少对大气污染和能源消耗。本文探讨了新型节能型建筑材料的发展趋势。 关键词：新型建筑材料发展趋势 一、发展新型节能型建材的必要性 我国的建筑材料工业，长期以来处于品种单调、技术落后的状态。其标志就是小块实心黏土烧结砖在我国各类墙体材料中仍然占据近95%的高比例。我国人口众多，而可耕地面积相对较少，保护耕地关系到子孙后代。我国推出了建筑材料改革系统工程，主要目标之一就是如何尽量限制小块实心黏土砖的发展，加速采用及开发新型建筑材料并改造建筑物的功能。新型建材拥有材质轻、强度高、节能、保温、节土、装饰等特殊特性。采用新型建材不但使房屋功能大大改善，还可以使建筑内外更具现代气息，满足人们的审美要求。根据不同的功能，有的新型材料可以显著减轻建筑物自重，为推广轻型建筑结构创造了条件；有的新型建筑材料可以减少施工成本，作为节能首选。新型建筑材料推动了建筑施工技术现代化，大大加快了建房速度。故应大力发展各种轻质板材和混凝土砌块，开发承重复合墙体材料；防水材料重点发展改性沥青防水卷材、聚氨酯防水材料和硅酮、聚氨酯密封材料，保温材料重点发展建筑用矿物棉、玻璃棉制品。装饰装修材料重点发展丙烯酸类乳胶内外墙涂料、复合仿木地板等一些适销对路的产品，因此，发展新型节能型建筑材料，就成为未来建筑材料的主要发展趋势，对于落实科学发展观和构建资源节约型社会具有重要的现实意义。 二、行业发展状况分析 新型建筑材料是在传统建筑材料基础上产生的新一代建筑材料，主要包括新型墙体材料、保温隔热材料、防水密封材料和装饰装修材料。我国新型建材工业是伴随着改革开放的不断深入而发展起来的，从改革开放到近几年是我国新型建材发展的重要历史时期。经过近三十年的发展，新型建材工业基本完成了从无到有、从小到大的发展过程在全国范围内形成了一个新兴的行业，成为建材工业中重要产品门类和新的经济增长点。经济建设的迅速发展和人民生活水平的不断提高，给新型建材的发展提供了良好的机遇和广阔的市场。
高温相变材料的研究进展和应用
高温相变材料的研究进展和应用 摘要：随着全球性能源与环境的不断恶化，能源充分利用和新能源开发成为业界关注的重点。相变储热是利用相变材料在其物相变化过程中从环境吸收热(冷)量或向环境释放热(冷)量，从而达到能量的储存或释放的目的，并能与新能源结合应用。分析了高温相变材料的种类和各自特点，介绍了其在各行各业的应用情况，并对高温相变材料的未来发展进行了展望。 关键词：相变材料；储热材料；相变 1引言 物质相变过程是一个等温或近似等温过程，在这个过程中伴随有能量的吸收或释放。相变储热是利用相变材料在其相变过程中，从环境吸收或释放热量，达到储能或放能的目的。高温相变材料具有相变温度高，储热容量大，储热密度高等特点，它的使用能提高能源利用效率，有效保护环境，目前已在太阳能热利用、电力的“移峰填谷”、余热或废热的回收利用以及工业与民用建筑和空调的节能等领域得到了广泛的应用。现阶段 ,人们关心比较多的新能源是太阳能 ,但是太阳能利用和废热回收存在时间和空间上的不匹配的问题。相变储能材料可以从环境中吸收能量和向环境释放能量 ,较好地解决了能量供求在时间和空间上不匹配的矛盾 ,有效地提高了能量的利用率。同时相变储能材料在相变过程中温度基本上保持恒定 ,能够用于调控周围环境的温度 ,并且能重复使用。相变储能材料的这些特性使得其在电力“移峰填谷”、工业与民用建筑和空调的节能、纺织品以及军事等领域有着广泛的应用前景。 2相变储热技术
储热方法通常有3种：显热储热、化学反应储热和潜热储热(相变储热)。相变储热可以实现能量供应与人们需求在时间和空间达到一致的目的，又具有节能降耗的作用。相变储热材料按相变方式一般分为4类：固—固相变、固—液相变、固—气相变及液—气相变材料圈；按相变温度范围可分为高温、中温和低温储热材料；按材料的组成成分可分为无机类和有机类(包括高分子类)储热材料。由于固一气相变材料相变时体积变化太大，使用时需要很多的复杂装置，在实际应用中很少采用。相变储热材料在储热、放热过程中，温度波动范围很小，材料近似恒温，故可控制温度。其储热容量大，储热密度高，单位质量、单位体积的储热量要远远超过显热储热材料；且较之于化学反应储热，相变储热具有设备简单、体积小、设计灵活、使用方便等优势。 3高温相变储热材料 3.1高温固—液相变材料 固—液相变材料是指在温度高于相变点时物相由固相变为液相，吸收热量当温度下降时物相又由液相变为固相，放出热量的一类相变材料。目前固—液相变材料主要包括结晶无机物类和有机物类2种。无机盐高温相变材料主要为高温熔融盐、部分碱、混合盐。高温熔融盐主要有氟化物、氯化物、硝酸盐、硫酸盐等。它们具有较高的相变温度，从几百摄氏度至几千摄氏度，因而相变潜热较大。例如LiH相对分子质量小而熔化热大(2 840 J／g)。碱的比热容高，熔化热大，稳定性好，在高温下蒸气压力很低，且价格便宜，也是一种较好的中高温储能物质。例如NaOH在287℃和318℃均有相变，比潜热达330 J／g，在美国和日本已试用于采暖和制冷工程领域。混合盐熔化热大，熔化时体积变化小，传热较好，其最大优点是熔融温度可调，可以根据需要把不同的盐配制成相变温度从几百摄氏度
复合材料的最新研究进展
复合材料的最新研究进展 季益萍1, 杨云辉2 1天津工业大学先进纺织复合材料天津市重点实验室 2天津工业大学计算机技术与自动化学院, （300160） thymeping@https://www.360docs.net/doc/527744096.html, 摘要：本文主要介绍了当前复合材料的最新发展情况，主要集中在复合材料的增强纤维、加工技术、智能材料和非破坏性检测技术等方面。希望能抛砖引玉，激发研究人员更有价值的创意。 关键词：复合材料，最新进展 1. 引言 人类社会正面临着诸多的问题和需求，如矿物能源、资源的枯竭、环境问题、信息技术以及生活质量等，这推动了复合材料的发展，也促进了各种高新技术的发展。但目前人们已不仅仅局限于新材料的创造、发现和应用上，科学研究已进入一个各种材料综合使用的新阶段，即向着按预定的性能或功能设计新材料的方向发展。并且，在复合材料性能取得飞速发展的同时，其应用领域不断拓宽，性能持续优化，加工工艺不断改善，成本不断降低。 复合材料的独特之处在于其可提供单一材料难以拥有的性能，其最大的优势是赋予材料可剪切性，从而优化设计每个特定技术要求的产品，最大限度地保证产品的可靠性、减轻重量和降低成本。近年以来，复合材料在加工领域中取得了一系列重要的进展，由于计算机辅助设计工具的介入和先进加工技术的开发，使复合材料的市场竞争力有了很大的提高，应用领域不断扩大，除用于结构复合材料外，还大量的进入了功能材料市场。我们观察到，复合材料的发展趋势是[1]： （1）进一步提高结构型先进复合材料的性能； （2）深入了解和控制复合材料的界面问题； （3）建立健全复合材料的复合材料力学； （4）复合材料结构设计的智能化； （5）加强功能复合材料的研究。 近年来，复合材料在增强纤维、加工技术、智能材料和非破坏性检测技术等方面研究较多，并且不断有新的市场应用，能够代表复合材料的最新发展方向。 2. 增强纤维环保化[2] 目前，增强纤维的发展趋势主要是强度、模量和断裂伸长的提高。但随着全球环保意识的风行，复合材料产品也逐渐受到环保方面要求的压力，尤其欧洲地区已有相关规定，热固性复材产品由于无法回收再利用而不易销往欧洲。在树脂之外，复材产品中的增强纤维迄今绝大部分都是无法回收再利用的，包括玻璃纤维、碳纤维、芳纶等，全都是如此。 最近有一种新型增强纤维－玄武岩纤维(Basalt Filament)，是由火山岩石所提炼而成的，堪称100% 天然且环保，预期在不久的未来，将会取代相当比例的各种纤维，而加入复合 - 1 -
相变材料
相变材料的种类 摘要：相变储能材料对于能源的开发与应用具有重要意义。综述了相变储能材料的分类、相变特性、并展望其今后的发展方向。 关键字：无机相变材料；有机相变材料；储能；进展； 前言 相变材料是指随温度变化而改变形态并能提供潜热的物质。相变材料由固态变为液态或由液态变为固态的过程称为相变过程，这时相变材料将吸收或释放大量的潜热。相变材料可分为有机和无机相变材料。亦可分为水合相变材料和蜡质相变材料。相变材料具有在一定温度范围内改变其物理状态的能力。相变材料的分类相变材料主要包括无机PCM 、有机PCM 和复合PCM 三类。根据相变的方式不同，又可分为固—固相变,固液相变, 固气相变,液气相变.由于后两种相变方式在相变过程中伴随有大量气体存在，使材料体积变化较大，因此尽管它们有很大的相变热，但实际应用较少。根据使用的温度不同又可分为低温，中温，高温三种。 无机相变材料 固 -液相变材料是指在温度高于相变点时 ,物固相变为液相吸收热量 ,当温度下降时物相又由液相变为固相放出热量的一类相变材料。目前 , 固 -液无机盐高温相变材料主要为高温熔融盐、部分碱、混合盐。高温熔融盐主要有氟化物、氯化物、硝酸盐、硫酸盐等。它们具有较高的相变温度 ,从几百摄氏度至几千摄氏度 ,因而相变潜热较大。固 -固相变储能材料是利用材料的状态改变来储、放热的材料。目前 ,此类无机盐高温相变储能材料已研究过的有SCN NH 4,2KHF 等物质。2KHF 的熔化温度为 196 ℃,熔化热为 142 kJ/kg;SCN NH 4从室温加热到 150 ℃发生相变时 ,没有液相生成 ,相转变焓较高 ,相转变温度范围宽 ,过冷程度轻 ,稳定性好 ,不腐蚀 ,是一种很有发展前途的储能材料。 无机盐高温相变复合储能材料近年来 ,高温复合相变储能材料应运而生 ,其既能有效克服单一的无机物或有机物相变储能材料存在的缺点 ,又可以改善相变材料的应用效果以及拓展其应用范围。因此 ,研制高温复合相变储能材料已成为储能材料领域的热点研究课题之一。目前,已研究的无机盐高温复合相变材料
促进新型建材产业加快发展实施方案
促进新型建筑材料产业加快发展实施方案 新型建筑材料是在传统建筑材料基础上发展的新一代建筑材料，主要包括墙体材料、防火保温绝热材料、防水材料、装饰装修材料以及化学建材等，具有复合、多功能、节能、绿色、轻质高强等特点。新型建筑材料产业是建立在技术进步、保护环境和资源节约综合利用基础上的新兴产业。促进新型建筑材料产业加快发展，对推进全省经济结构调整，转变经济发展方式、推动新型城镇化建设具有重大意义，是实现我省绿色崛起的物质保障。 “十二五”以来，我省新型建筑材料产业取得了长足发展，2013年，全省规模以上建材企业累计完成主营业务收入约2000亿元。但仍存在产业规模小、集中度低、龙头企业少、研发力量薄弱、竞争力不强、经济支撑作用不明显等问题。特别是今年上半年，受房地产销售减缓、库存增加影响，建筑材料需求量明显下滑，对我省国民经济健康发展带来不利影响。为推进产业结构优化升级、培育壮大战略性新兴产业、促进新型建筑材料产业加快发展，按照省政府办公厅《关于促进相关产业发展的通知》要求，结合我省实际，制定本实施方案。 一、指导思想 全面贯彻落实党的十八届三中全会、省委八届六次全会和省城镇化工作会议精神，以“稳增长、促改革、调结构、惠民生”为导向，将改革创新和激励措施贯穿新型建筑材料产业各个环节。把握环渤海和京津冀协同发展机遇，吸引先进技
术，积极承接京、津建筑材料产业转移和技术扩散，服务新型城镇化建设，推动新型建筑材料产业快速发展。 二、目标任务 到2015年底，突破一批建设急需、引领未来发展的关键材料和技术，培育一批龙头骨干示范企业，形成一批凸显本省特色的新型建筑材料产品，逐步建立起自主创新能力强、产业规模发展快、资源利用率高的新型建筑材料产业体系，使其成为全省支柱产业。新型建筑材料在建设工程平均使用率达到60%。“十三五”末，新型建筑材料产业年产值突破3000亿元，新型建筑材料在我省建设工程平均使用率达到80%。 （一）新型墙体材料：鼓励研发和生产高强度、高保温、装饰一体化的新产品。在新建建筑工程推广多功能、轻质化、空心化新型墙体材料。到2015年底，新型墙体材料产量达到280亿块标砖，在新建建筑中应用率达到70%。到“十三五”末，新型墙体材料产量达到330亿块标砖，在新建建筑中应用率达到85%。 （二）高性能混凝土：鼓励研发和生产C60及以上高性能混凝土。在新建建设工程优先使用C30及以上的高性能混凝土。推广使用C50及以上的高性能混凝土，到2015年底，C30及以上高性能混凝土用量达到总用量的80%，C60及以上高性能混凝土用量达到总用量的20%。“十三五”末，C35及以上高强度等级的混凝土占混凝土总量的80%以上。在超高层建筑和大跨度结构以及预制混凝土构件、预应力混凝土、钢管混凝土中推广应用C60及以上强度等级的混凝土。
对建筑工程新型材料的发展现状及应用分析
对建筑工程新型材料的发展现状及应用分析 1 建筑工程新型材料应用的意义 建筑材料直接影响土木和建筑工程的安全可靠性、耐久性及适用性等各种性能。因此加强建筑新型材料的开发、生产和使用，对于促进建筑业发展、发展国民经济具有重要意义。发展新建材、推广节能建筑是改造传统建材和建筑工艺发展的重要前提。新材料代表了建筑材料的未来发展方向，符合世界发展趋势和人类发展的需要。 2 建筑工程新型材料的現状分析 目前建筑工程新型材料具有很强的地方性和区域性，其发展受到资源、自然条件、工业和科学技术水平、建筑风格、民族习俗等多方面的影响。目前建材工业成为国民经济体系中资源综合利用的关键环节和消纳固体废弃物的主要工业之一。并且建材工业正在朝着资源消耗低、环境污染少的资源节约型、环境友好型产业的绿色发展方向迈进。虽然新型建筑材料正朝着大型化、轻质化、节能化、利废化、复合化和装饰化方向发展，产品结构趋于合理，但代表建筑材料现代化水平的各种轻质、复合板和复合墙板可供建筑业选择使用的仍然比较少。此外新型建筑材料施工工艺要求较高，施工人员培训不够，墙体砌筑、安装质量不易保证。因此要改变过去依赖能源、资源并且污染环境的建筑材料应
用，必须不断加强建筑工程新型材料的生产、应用发展。 3 建筑工程新型材料的应用分析 3.1 建筑工程新型混凝土材料的应用分析 新型混凝土特性如下：（1）硬化混凝土的性能。现代建筑向高层化、大跨度方向发展，因此促进了高强HPC 的研究和开发。在高层建筑中的混凝土强度是对应于柱子的轴力，可以说建筑物的层数是由所使用的混凝土强度来决定的。比如25?30层的建筑物要使用强度36Mpa?42MPa的混凝土，30?35层要42MPa?48MPa,更高层的建筑就需要更高强的混凝土，如60层需用100MPa。在此情况下，配合比设计可以参照普通混凝土的方法，但是主要组成材料和性能应满足HPC的要求。HPC可能比普通混凝土要耐久得多，这是因为在设计配合比时，就考虑到耐久性问题。（2）新拌混凝土的工作性。新拌混凝土的工作性是一个综合指标，如流动性、可泵性、填充性、均匀性等。HPC要求新拌混凝土具有大流动性及流动度经时损失小，以满足混凝土集中搅拌、运输、泵送、浇注的工艺要求。甚至在浇注时要求混凝土不振捣自流平，即好的填充性。与普通混凝土相比，HPC的组分复杂，多种掺合料与超塑化剂配合使用，其目的是通过这些组分来调整性能。其中最关键的技术之一是超塑化剂及其组成。单一成分的超塑化剂（如萘系和三聚氰胺系高效减水剂）虽然对水泥浆有强的分散作
复合定形蓄能相变材料研究进展 修改
复合定形蓄能相变材料的研究进展 仝仓, 李祥立 （大连理工大学建设工程学部, 辽宁啊，大连116024） 摘要：简述了复合定形蓄能相变材料的分类，着重讨论了熔融共混法、物理吸附法、压制烧结法、接枝共聚法、微胶囊化法、原位插层法、溶胶—凝胶法等七种主要制备复合定形蓄能相变材料方法，分析了各种方法的优势和存在的问题，并指出各种方法适用于制备的相变材料类型。此外提出了复合定形相变材料的发展方向，可作为研究和工程应用的参考。 关键词：定形相变材料制备方法 1.引言： 蓄能技术的发展解决了热能供需时间和空间失配的矛盾，提高了能源利用率。相变蓄能材料从上个世纪70年代在工业和新能源领域受到重视后发展到现在，新型材料和制备方法不断涌现，其中高温相变蓄能材料已经在航空航天、热机、磁流体发电、太阳能等领域得到了应用；而中低温相变蓄能材料应用于绿色建筑、余热回收、太阳能热储存、空？、保暖服装、电子设备等领域。蓄能技术按工作介质所处状态分为显热蓄能技术、潜热蓄能技术和热化学蓄能技术[1]，其中以相变蓄能材料（PCMs：phase change materials）为支撑的潜热蓄能技术，具有储能密度大，温度恒定，体积小，性能稳定等优点，是当前国内外学者研究热点之一。相变材料按相变方式可分为固—固PCMs、固—液PCMs、固—气PCMs、液—气PCMs。后两者在相变过程中体积变化较大，且有气体产生，不符合实际工程要求；前两者则包括熔融盐，金属合金，结晶水合盐，多元醇，脂肪酸，石蜡等，但其中大部分材料都有一个共同的缺陷：相变过程中有液相产生，会造成原材料的泄漏，腐蚀容器，污染工作环境，从而导致储热效率，安全系数大幅降低等一系列问题。通过研发合适的复合定形储能材料，既可以解决液相泄漏的问题，又在一定程度上调节材料的相变温度，提高其热传导率，使其更好的满足工程需要。 2.复合定形蓄能材料的主要制备方法 复合定形蓄能材料是指在固—固/固—液相变材料的基础上通过各种方法把有机物与有机物/无机物结合后制备的定形材料,一般包括工作质和载体。复合定形相变材料按照相变方式分为固—固相变蓄能材料和形状稳定的固—液相变蓄能材料[2]，按载体材料可分为聚合物基定形相变材料、无机多孔基定形相变材料、微胶囊定形相变材料、有机/无机纳米级定形相变材料等，其制备方法主要有以下几种：熔融共混法、物理吸附法、压制烧结法、接枝共聚
复合相变材料及其设备制作方法与相关技术
图片简介: 本技术涉及相变材料技术领域，尤其涉及一种复合相变材料及其制备方法。本技术介绍了一种复合相变材料，该复合相变材料将相变材料作为内核，透明高分子材料具有良好的机械强度和织性模量，凝胶聚合物作为壳层将相变材料限域保护起来，可以阻止其泄露，还能增加相变材料的换热面积，使其便于储存和运输；透明高分子材料具有高的透光度，胆甾相液晶的颜色的温敏变化可以显示出来，液晶颜色的变化温度与相变材料的相转化温度范围匹配，实现相变材料的“可视化”；一维导热材料具有很好导热能力，其位于壳层与核层之间径向排列的阵列纳米结构，阵列的纳米结构能使热量沿着导热材料传输，能够很好的提升相变材料的充放热速度，减少了热量的损失。 技术要求 1.一种复合相变材料，其特征在于，所述复合相变材料呈核壳结构； 所述核壳结构中的壳层为含有胆甾相液晶的凝胶聚合物，核层为相变材料，所述壳层与所述核层之间径向负载有一维导热材料； 所述凝胶聚合物由透明高分子材料制得。 2.根据权利要求1所述的复合相变材料，其特征在于，所述核层的粒径为90-150μm，壳层的厚度为10～30μm，一维导热材料的厚度为20-30μm。
3.根据权利要求1所述的复合相变材料，其特征在于，所述相变材料为石蜡型相变材料； 所述一维导热材料选自铜纳米线、碳纤维或碳纳米管； 所述胆甾相液晶包括向列相液晶和手性掺杂剂。 4.根据权利要求3所述的复合相变材料，其特征在于，所述向列相液晶为BHR-59001，所述手性掺杂剂为S-811。 5.根据权利要求3所述的复合相变材料，其特征在于，所述石蜡型相变材料为十四烷、十八烷或二十烷。 6.根据权利要求5所述的复合相变材料，其特征在于，所述透明高分子材料为明胶和/或阿拉伯胶。 7.权利要求1至6任意一项所述的复合相变材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤： 步骤1：利用Stober法将相变材料、十六烷基三甲基溴化氨在水和醇的混合溶剂中，加入硅源进行反应，得到二氧化硅包覆的相变材料； 步骤2：将所述二氧化硅包覆的相变材料浸入一维导热材料分散液中，搅拌、干燥，得到一维导热材料/二氧化硅/相变材料； 步骤3：将所述一维导热材料/二氧化硅/相变材料浸泡于氢氟酸中，得到一维导热材料/相变材料； 步骤4：将透明高分子材料、所述一维导热材料/相变材料、胆甾相液晶和水进行混合，冷冻干燥，得到复合相变材料。 8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述相变材料与所述硅源的质量比为(30～50)：1； 所述一维导热材料与所述相变材料的质量比为1～3：4。 9.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述透明高分子材料、所述一维导热材料/相变材料、所述胆甾相液晶和所述水的用量比为8g：(25～35)g：5g：95mL。 10.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述胆甾相液晶包括向列相液晶和手性掺杂剂； 所述向列相液晶与所述手性掺杂剂的质量比为5：(0.5～1.5)。 技术说明书 一种复合相变材料及其制备方法
新型建材行业形势分析与展望
新型建材行业形势分析与展望 摘要：新型建材行业形势分析与展望 一、业发展状况分析 新型建筑材料是在传统建筑材料基础上产生的新一代建筑材料，主要包括新型墙体材料、保温隔热材料、防水密封材料和装饰装修材料。我国新型建材工业是伴随着改革开放的不断深入而发展起来的，从１97９年到1998年是我国新型建材发展的重要历史时期。经过20年的发展，我国新型建材工业基本完成了从无到有、从小到大的发展过程，在全国范围内形成了一个新兴的行业,成为建材工业中重要产品门类和新的经济增长点。经济建设的迅速发展和人民生活水平的不断提高,给新型建材的发展提供了良好的机遇和广阔的市场。预计1９99年新型建材产值占建材工业总产值的比重将接近2０%。目前，全国新型建材企业星罗棋布，在市场需求的带动下，已经形成了全国范围的机关报型建材流通网；大部分国外产品我国已能生产，三星级宾馆所需的新型建筑材料国内已能自给；不同档次、不同花色品种装饰装修材料的发展，为改善我国城乡人民居住条件、改变城市面貌提供了材料保证。我国已经形成了新型建材科研、设计、
1、新型墙体材料教育、生产、施工、流通的专业队伍。? 发展状况?我国新型墙体材料发展较快，１9８7年新型墙体材料产量为184.５亿块标准砖,到19９７年增长到1849.88亿块标准砖,增长了10倍，新型墙体材料在墙体材料总量中的比例由4.5８%上升到25.2%。 新型墙体材料品种较多,主要包括砖、块、板，如粘土空心砖、掺废料的粘土砖、非粘土砖、建筑砌块、加气混凝土、轻质板材、复合板材等，但数量较小，在决的墙体材料中据点地比便仍然偏小。只有促使各种新型体材料因地制宜快速发展，才能改变墙体材料不合理的产品结构，达到节能、保护耕地、利用工业废渣、促进建筑技术的目的。? 经过近２0年来自我研制开发的第进国外生产技术和设备,我国的墙体材料工业已经开始走上多品种发展的道路,初步形 成了以块板为主的墙材体系，如混凝土空心砌块、纸面石膏板、纤维水泥夹心板等,但代表墙体材料现代水平的各种轻板、复合板所占比重仍很小,还不到整个墙体材料总量的1%，与工业发达国家相比,相对落后4０-50年。主要表现在：产品档次低、企业规模小、工艺装备落后、配套能力差。新型墙体材料发展缓慢的重要原因之一是对实心粘土砖限制的 力度不够,缺乏具体措施保护土地资源，以毁坏土地为代价制造粘土砖成本极低,使得任何一种新型墙体材料在价格上无 法与之竞争。1994年新税制实行后，对粘土砖生产企业仅征
新型建筑材料在现代建筑中的应用分析
新型建筑材料应用科普 学号：17080140215 姓名：刘孝林 随着科学技术的发展，学科的交叉及多元化产生了新的技术和工艺。这些前沿的技术艺在建筑材料的研制开发中被越来越多的应用，促使建筑材料的发展日新月异。目前，在建筑工程中，使用新型材料十分重要，不仅可以增添建筑施工的技术含量，也能提高工程质量。新型建筑材料一般都具有绿化、节能、工业化等特点，对其正确的推广使用，不仅能提高建筑整体适用性，也能推动建筑工程向可持续方向发展。 一．新型建筑材料的诞生及特点 1、新型建筑材料的诞生 随着社会的发展及人民生活水平的不断提高，建筑物的使用功能也在不断丰富，从最基本的安全、适用，发展到当今的轻质高强、抗震、高耐久性、无毒环保、节能等诸多新的功能要求，对建筑材料的研究也发生了转变，从被动的以研究应用为主转向开发新功能、多功能的新型材料。新型建筑材料的诞生推动了建筑设计方法和施工工艺的变化，而新的建筑设计方法和施工工艺对建筑材料品种和质量也提出了更高和多样化的要求。“新型建筑材料”简称新型建材，是区别于传统的砖瓦、灰砂石等建材的建筑材料新品种，行业内已经对新型建筑材料的范围作了明确的界定，即新型建筑材料主要包括新型墙体材料、新型防水密封材料、新型保温隔热材料和新型建筑装饰材料四大类。在未来的建筑行业中，新型建筑材料在生产工艺及性能等诸多方面都将会面临着严峻的挑战。 2、新型建筑材料的特点 新型建筑材料具有轻质、高强度、保温、节能、节土、装饰等优良特性。采用新型建筑材料不但能大大改善房屋功能，还可以使建筑物内外更具有现代气息，满足人们的审美要求。有的新型建筑材料可以显著减轻建筑物自重，为推广轻型建筑结构创造条件，推动了建筑施工技术实现现代化，同时也加快了建房速度。 二．新型材料的大概介绍 新型建筑材料是和传统的砖瓦、灰砂石等建筑材料相区别的新品种，包括的品种和门类很多。而新型建筑材料可以从多方面来分类。从新型建筑材料的功能上分，主要可以分为墙体材料、装饰材料、门窗材料、保温材料、防水材料、粘结和密封材料等等。 1.从新型建筑材料的材质上分，不但有天然材料，还有化学材料、金属材料、非金属材料等等。建筑材料可以分为以下几类： 1.1化学建材 近几年来，化学建材作为新兴产业取得长足进步和迅猛发展。化学建材是由高聚物加工或用高聚物对传统材料改性所制成的建筑材料的统称。化学建材产品具有较好的防腐蚀性能、自重轻、施工方便、生产能耗低等特点。在工程建设、城市和村镇建设中被广泛使用，产生了显著的社会和经济效益。随着建筑业成为国民经济支柱产业之一以及住宅产业的快速发展，建筑用塑料管材发展迅猛。塑料管材以其生产能耗低、环境污染小、产品性能好等优势，日益受到消费者的重视。有关专家预期，到2015年，全国新建住宅的排水管、给水管、热水供应和供暖管将有85%的产品使用新型塑料管材，并基本淘汰传统的铸铁管、镀锌钢管。村镇供水管道的塑料管使用量将达到90%。城市排水管道的塑料管使用量为50%4。据报道，目前全国已有20多个省市推广应用这种产品。可以预见，新型环保塑料管材将逐步替代焊接管和铸铁管。 1.2、水泥 1985年以来，我国的水泥产量一直高居世界第一。日前国内已进行普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥和复合硅酸盐水泥等5大系列通
建筑材料的发展史
建筑材料的发展史 建筑材料, 发展史 建筑材料的发展史 建筑材料是随着人类的进化而发展的,它和人类文明有着十分密切的关系,人类历史发展的各个阶段,建筑材料都是显示它的文化的主要标志之一。建筑材料的发展是一个悠久而又缓慢的过程。原始人类为了躲避雨雪、雷电和野兽等的侵害,最初是居住在洞穴中的,这种洞穴,就是天然的建筑物。人类为了适应自身的生存和发展,从天然洞穴之中走出来,开始利用土、石、草、木、竹等作为建筑材料,这又经过了一个漫长的历史过程。 建筑材料是随着人类的进化而发展的,它和人类文明有着十分密切的关系,人类历史发展的各个阶段,建筑材料都是显示它的文化的主要标志之一。建筑材料的发展是一个悠久而又缓慢的过程。原始人类为了躲避雨雪、雷电和野兽等的侵害,最初是居住在洞穴中的,这种洞穴,就是天然的建筑物 中国建筑材料的发展史是依附于建筑的发展，从建筑的发展就能看出建材的发展 原始社会至汉代是中国古建筑体系的形成时期。 在原始社会早期，原始人群曾利用天然崖洞作为居住处所，或构木为巢。到了原始社会晚期，在北方，我们的祖先在利用黄土层为壁体的土穴上，用木架和草泥建造简单的穴居或浅穴居，以后逐步发展到地面上。南方出现了干栏式木构建筑。 进入阶级社会以后，在商代，已经有了较成熟的夯土技术，建造了规模相当大的宫室和陵墓。西周及春秋时期，统治阶级营造很多以宫市为中心的城市。原来简单的木构架，经商周以来的不断改进，已成为中国建筑的主要结构方式。瓦的出现与使用，解决了屋顶问题，是中国古建筑的一个重要进步。 战国时期，城市规模比以前扩大，高台建筑更为发达，并出现了砖和彩画。秦汉时期，木构架结构技术已日渐完善，其主要结构方法抬梁式和穿斗式已发展成熟，高台建筑仍然盛行，多层建筑逐步增加。石料的使用逐步增多，东汉时出现了全部石造的建筑物，如石祠、石阈和石墓。 秦汉时期还修建了空前规模的宫殿、陵墓、万里长城、驰道和水利工程。结构技术的提高；砖结构被大规模地应用到地面建筑，河南登封嵩岳寺塔的建造标志着石结构技术的巨大进步；石工的雕凿技术也达到了很高的水平。大量兴建佛教建筑，出现了许多寺、塔、石窟和精美的雕塑与壁画。 魏晋南北朝时期是中国古建筑体系的发展时期。在建筑材料方面，砖瓦的产量和质量有所提高，金属材料被用作装饰。在技术方面，大量木塔的建造，显示了木结构技术的提高；砖结构被大规模地应用到地面建筑，河南登封嵩岳寺塔的建造标志着石结构技术的巨大进步；石工的雕凿技术也达到了很高的水平。大量兴建佛教建筑，出现了许多寺、塔、石窟和精美的雕塑与壁画。 隋唐时期是中国古建筑体系的成熟时期。 隋朝建造了规划严整的大兴城，开凿了南北大运河，修建了世界上最早的敞肩券大石桥??安济桥。唐朝的城市布局和建筑风格规模宏大，气魄雄浑。其长安城在隋大兴城的基础上继续经营，成为当时世界上最大的城市。 在建筑材料方面，砖的应用逐步增多，砖墓、砖塔的数量增加；琉璃的烧制比南北朝进步，使用范围也更为广泛。 我国现存最早的木结构建筑的实物仅有唐代的五台山南禅寺和佛光寺部分建筑。其建筑特点是，单体建筑的屋顶坡度平缓，出檐深远，斗拱比例较大，柱子较粗壮，多用板门和直柩窗，风格庄重朴实。