复合相变材料及其设备制作方法与相关技术
氮化硼气凝胶制备方法、定型复合相变材料及其制备方法与流程
氮化硼气凝胶制备方法、定型复合相变材料及其制备方法与流程氮化硼气凝胶是一种轻质、多孔、耐高温的新型材料，具有良好的热稳定性和化学稳定性。
它通常通过溶胶-凝胶过程结合高温热处理来制备。
制备氮化硼气凝胶的基本步骤如下：1. 前驱体制备：首先将氮化硼粉末均匀分散在适当的溶剂中 如水或有机溶剂），添加表面活性剂和交联剂以形成稳定的前驱体溶液。
2. 溶胶-凝胶过程：将前驱体溶液置于恒温条件下，通过调节pH 值或加入催化剂诱导溶胶-凝胶反应，形成湿凝胶。
3. 老化与干燥：湿凝胶经过一定时间的老化处理，使凝胶网络结构更加稳定。
然后采用超临界干燥或冷冻干燥等方法去除凝胶中的溶剂，得到多孔的气凝胶。
4. 高温热处理：最后将干燥后的气凝胶在保护气氛或真空条件下进行高温热处理，以提高其结晶性和热稳定性。
定型复合相变材料的制备通常涉及将相变材料 如石蜡）与支撑材料 如氮化硼气凝胶）结合，以增强其结构稳定性和热传导性能。
制备流程如下：1. 选择相变材料：根据应用需求选择合适的相变材料，如具有适宜熔点和高潜热的石蜡。
2. 制备支撑材料：按照上述氮化硼气凝胶的制备方法，制备出具有一定强度和热导率的气凝胶作为支撑材料。
3. 复合成型：将液态的相变材料填充到氮化硼气凝胶的孔隙中，通过物理吸附或化学键合的方式使相变材料固定在气凝胶的三维网络结构中。
4. 定型处理：可能需要通过冷却、压力处理或其他方法使相变材料在气凝胶中定型，确保其在相变过程中不会流失。
5. 后处理：对复合材料进行必要的后处理，如去除表面多余的相变材料，确保复合材料的性能满足应用要求。
通过这种方法制备的定型复合相变材料可以应用于热管理、节能建筑、电子设备散热等多个领域，利用其优异的热调控能力和良好的机械性能。
复合相变材料的制备与应用研究进展
２ ４ ３复 凝 聚法 ．．
由两种或多种带有相反 电荷的线性无规聚合物材
２ １年第３ ０ １ 期
中 国 非 金 属 矿 工 业 导 刊
总 第 ８ 期 ９
料作囊壁 ，将芯材分散在囊壁材料水溶液 中，在适 当 的ｐ Ｈ值 、温度和稀释条 件下 ，使相 反 电荷 的高分 子 材料间发生静 电作用而相互吸引 ，导致溶解度降低并 分成两组 ，即贫相和富相 ，富相中的胶体可作为微胶 囊的壳 ，该现象 即为复凝聚。实现复凝聚 的必要条件 是两种聚合物离子 的电荷相反且数量恰好相等 ；同时
在两种不相混溶 的相变材料 乳化体 系中 ，通常采用水
一
李忠等 通过用 熔融浸渗法制备 出的Ｃ Ｓ ／ Ａ－ Ａ 蒙 脱土复合 相变储 能材料 经过ＸＲＤ、Ｉ Ｒ、Ｄ Ｃ 测证 Ｓ 检 明所 得到 的复 合相 变材 料适 合于 民用 建筑 材料 的使
用。
有机溶剂乳化体 系。在 聚合反应时两种单体分 别从
等导热物质 ，此种ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ法 比较适合 制备工 业和建筑 用低
温的定形相变 材料 。
因此在宏观上 为固态颗粒。微胶囊技术制备热控相变 复合材料有很多优点 ：相变材料在相变过程 中无渗 出
且 保持 定形 结构 ；阻止 了相变 材料 与 外界环 境 的反 应 ；增 加了热交换面积。微胶囊法 中最常用的有 界面 聚合法 、原位聚合法 、复凝 聚法和 喷雾干燥法 。
聚合反应 ，生成的聚合物膜覆盖液滴表面 ，从而得到
微胶囊相变材料 。原位聚合法是建立在可溶性单体或
相变材料与多 孔载体 的复合 制备方法 采用真 空浸 渗法 。如果简单的将多孔材料浸泡在液体 中一般很难 在其 中吸收大量的液体 ，其原 因是在材料 内部 孔隙滞
导电复合相变材料的制备方法与工艺优化
导电复合相变材料的制备方法与工艺优化导电复合相变材料的制备方法与工艺优化导电复合相变材料是一种具有优异性能的新型材料，其制备方法与工艺优化是保证其性能的关键。
下面将逐步介绍导电复合相变材料的制备方法与工艺优化。
第一步，选择相变材料和导电材料。
相变材料是指在温度变化时能够发生相变的材料，如硅油、金属合金等。
导电材料是指能够传导电流的材料，如碳纳米管、导电聚合物等。
在选择相变材料和导电材料时，需要考虑它们的相容性和相互作用，以确保制备出的导电复合相变材料具有良好的性能。
第二步，制备导电复合相变材料。
一种常用的制备方法是将相变材料和导电材料混合，并通过机械搅拌、溶剂分散等方法使其均匀分散。
在混合过程中，可以添加一些助剂来增加相变材料和导电材料的相容性和稳定性。
然后，通过热压、涂覆等方法将混合后的材料制备成薄膜、纤维或颗粒等形式。
第三步，进行工艺优化。
在制备导电复合相变材料的过程中，需要考虑工艺参数对其性能的影响，并进行优化。
例如，可以调节混合材料的比例和搅拌时间，以达到最佳的相变温度和导电性能。
此外，还可以通过改变制备材料的温度和压力等条件，进一步优化导电复合相变材料的性能。
工艺优化的目标是使导电复合相变材料具有高导电性、快速相变速度和稳定的相变性能。
为了实现这一目标，可以采用一些先进的制备技术和工艺方法，如激光烧结、电化学沉积等。
这些方法可以提高材料的致密性和均匀性，从而提高导电复合相变材料的性能。
综上所述，导电复合相变材料的制备方法与工艺优化是制备高性能材料的关键。
通过选择合适的相变材料和导电材料，并进行混合和优化处理，可以制备出具有优异性能的导电复合相变材料。
未来，随着制备技术的不断发展，导电复合相变材料有望在能源存储、传感器等领域发挥重要作用。
复合相变材料及其设备制作方法与相关技术
复合相变材料及其设备制作方法与相关技术复合相变材料是一种具有多个功能的材料，它可同时具备相变、储能和传感等性能。
相变是指物质在其中一温度范围内由固态向液态或气态转变的过程，可以释放或吸收大量的热量。
相变材料的应用领域十分广泛，包括储能领域的热电耦合材料、降温散热领域的热界面材料以及温度控制领域的温度感应器等。
复合相变材料通常由两种或以上的相变材料组成，以实现更多种类的功能。
例如，由相变材料和导热材料组成的复合相变材料，在相变过程中可以快速传递热量，提高热传导性能。
由相变材料和微胶囊材料组成的复合相变材料，可以实现相变过程的封装和控制。
复合相变材料的制备方法主要有物理混合法、溶液共沉淀法、胶凝法等。
物理混合法是将两种相变材料按一定比例混合，在其共存的温度范围内，可以同时发生两种相变。
溶液共沉淀法是将两种可溶解的化合物溶于溶剂中，并通过共沉淀方法制备出复合相变材料。
胶凝法是在胶凝基质中加入相变材料，并通过凝胶过程制备出复合相变材料。
复合相变材料的设备制作方法通常是将相变材料填充或涂覆在所需的材料表面上。
例如，可以将相变材料涂覆在散热器的表面，以提高其散热效果。
另外，也可以将相变材料填充在热能储存装置中，实现热能的储存和释放。
此外，还可以将相变材料制备成薄膜形式，以实现更广泛的应用。
复合相变材料相关技术主要包括封装技术、热传导技术和温度控制技术等。
封装技术是指将相变材料封装在微胶囊中，以实现对相变过程的控制。
热传导技术是指通过添加导热材料，提高相变材料的热传导性能。
温度控制技术是指通过控制外部温度，实现对相变过程的控制。
这些技术的应用可以进一步提升复合相变材料的性能和可靠性。
综上所述，复合相变材料及其设备制作方法与相关技术在能源储存、散热和温度控制等领域具有重要应用价值，可以为实现能源的高效利用、温度的精确控制等提供技术支持。
《2024年聚乙二醇基复合相变材料的制备以及相变性能的研究》范文
《聚乙二醇基复合相变材料的制备以及相变性能的研究》篇一聚乙二醇基复合相变材料的制备及其相变性能的研究一、引言随着能源消耗的日益增长和环境保护意识的提高，对新型能源储存材料的需求越来越大。
在众多新型能源储存材料中，聚乙二醇基复合相变材料以其独特的储能特性引起了广泛关注。
该类材料能够在一定温度范围内储存和释放热量，因此被广泛应用于太阳能利用、智能调温材料、热能储存等领域。
本文旨在研究聚乙二醇基复合相变材料的制备方法及其相变性能，为实际应用提供理论依据。
二、聚乙二醇基复合相变材料的制备1. 材料选择聚乙二醇基复合相变材料的制备主要选用聚乙二醇（PEG）作为基体材料，通过与其他添加剂如石墨烯、碳纳米管等复合，以提高其导热性能和稳定性。
2. 制备方法（1）首先，将聚乙二醇与适量的添加剂在适当的温度下混合均匀。
（2）然后，将混合物进行真空脱气处理，以去除其中的气泡。
（3）最后，将脱气后的混合物倒入模具中，进行固化处理，得到聚乙二醇基复合相变材料。
三、相变性能的研究1. 相变温度的测定采用差示扫描量热法（DSC）测定聚乙二醇基复合相变材料的相变温度。
通过DSC曲线可以观察到材料的熔化和凝固过程，从而得到其相变温度。
2. 相变潜热的测定通过测量材料在相变过程中的热量变化，可以计算出其相变潜热。
相变潜热是衡量相变材料储能能力的重要指标。
3. 导热性能的研究通过对比不同添加剂对聚乙二醇基复合相变材料导热性能的影响，可以得出最佳的添加剂配比。
导热性能的测试可以采用热导率测试仪进行。
四、实验结果与讨论1. 相变温度与相变潜热通过DSC实验，我们得到了聚乙二醇基复合相变材料的相变温度和相变潜热。
实验结果表明，添加剂的种类和配比对相变温度和相变潜热有显著影响。
适当的添加剂可以提高材料的相变潜热，从而增强其储能能力。
2. 导热性能通过对比不同添加剂配比的聚乙二醇基复合相变材料的导热性能，我们发现添加石墨烯或碳纳米管等导电材料可以显著提高材料的导热性能。
一种相变复合材料、制备方法及使用[发明专利]
![一种相变复合材料、制备方法及使用[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/c293236fd0d233d4b14e69ea.png)
专利名称：一种相变复合材料、制备方法及使用专利类型：发明专利
发明人：刘妍,张雅倩,李德里
申请号：CN201710519309.5
申请日：20170630
公开号：CN109233302A
公开日：
20190118
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明提出一种相变复合材料、制备方法及使用，包括石蜡粉末、膨胀石墨粉末、聚乙烯颗粒和SEBS。
本发明采用特殊配比的材料体系，克服了现有相变储能材料热导率低，在实际应用中需要封装以防泄漏的缺陷，大大提高了热管理效能，拓宽了相变储能材料的推广应用范围。
申请人：航天特种材料及工艺技术研究所
地址：100074 北京市丰台区云岗北里40号院1-8
国籍：CN
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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技术领域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。
背景技术相变储能是一种在实际应用中具有高的研究价值，广阔的市场研究前景的储能方式，目前广泛应用在节能环保、新型建筑等领域。
相变储能材料具有优异的潜热能力，在不同温度环境下相变材料的相态发生变化，但是材料本身的温度不会发生大的改变。
相变材料相态的变化包括：固液、固气、固固、液气。
气态和液态的流动性很强，在这个相态下相变材料容易发生泄露，这不仅会影响相变材料本身，泄露的相变材料还会对环境造成污染。
因此，这一定程度上限制了它的应用。
技术内容本技术提供了一种复合相变材料及其制备方法，解决了气态和液态的相变材料易泄露的问题。
其具体技术方案如下：本技术提供了一种复合相变材料，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。
本技术提供的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，使用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，此外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，其径向的负载于壳层与核层之间，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。
本技术中，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。
本技术中，所述相变材料为石蜡型相变材料，优选为十四烷、十八烷或二十烷；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，所述向列相液晶为BHR-59001，所述手性掺杂剂为S-811。
本技术中，透明高分子材料为明胶和/或阿拉伯胶。
本技术提供了上述复合相变材料的制备方法，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分散在水、氨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。
本技术步骤1采用了经典的Stober法，利用十六烷基三甲基溴化铵作为介孔模板，在相变材料的表面包覆了一层介孔二氧化硅，得到了介孔二氧化硅限域包覆相变材料；所述硅源优选为四乙氧基硅烷；所述相变材料与硅源的质量比为(30～50)：1，优选为30：1；所述混合溶剂中，所述醇为无水乙醇，所述水为去离子水，所述十六烷基三甲基溴化氨、水与醇的用量比为1：(240～280)：(50～60)。
本技术步骤2将一维导热材料负载在步骤1二氧化硅包覆的相变材料中二氧化硅的孔道内；所述一维导热材料分散液的质量浓度为5～15wt％；所述一维导热材料与所述相变材料的质量比为1～3：4。
所述搅拌优选为磁力搅拌，所述搅拌的转速为800rmp，时间为6h；所述干燥优选在60℃真空干燥24h。
本技术步骤3采用氢氟酸刻蚀掉介孔二氧化硅模板，同时除去未负载在介孔二氧化硅孔道中的一维导热材料；所述浸泡后，优选在60℃真空干燥24h得到一维导热材料/二氧化硅/相变材料。
本技术步骤4将含有胆甾相液晶的凝胶聚合物包覆在一维导热材料表面；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混合具体为：将透明高分子材料、一维导热材料/相变材料、胆甾相液晶和水搅拌成凝胶质地后，放入超声浴中进行搅拌，使其充分分散。
当透明高分子材料为两种以上时，透明高分子材料分步加入进行分散。
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，优选为8g：30g：5g：95mL；所述胆甾相液晶包括向列相液晶和手性掺杂剂，根据手性掺杂剂添加量的不同，向列相液晶会在光照条件下反射出不同颜色的光。
为了匹配相变材料的相变温度，手性掺杂剂的添加量随着相变材料相变温度的增加而减少。
所述向列相液晶与手性掺杂剂的质量比为5：(0.5～1.5)。
从以上技术方案可以看出，本技术具有以下优点：本技术提供了一种复合相变材料，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。
本技术提供的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，使用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，此外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，其径向的负载于壳层与核层之间，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。
附图说明为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1本技术实施例中复合相变材料的结构示意图；图2为本技术实施例1～3和对比例1中复合相变材料的SEM图，其中，a～c依次对应实施例1～3复合相变材料，d对应实施例4相变材料@阵列碳纳米管，e为d的放大图；图3为本技术实施例1～4中复合相变材料的DSC图，其中，a)～d)依次对应实施例1～4；图4未本技术实施例3中的复合相变材料的相变过程“可视化”图。
具体实施方式为使得本技术的技术目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而非全部的实施例。
基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本技术保护的范围。
实施例11.制备介孔二氧化硅包覆的相变材料(相变材料@介孔二氧化硅)。
将20g十四烷分散在100mL去离子水和20mL无水乙醇和1.25g十六烷基三甲基溴化铵的混合溶剂中，加热至50℃磁力搅拌1h，随后向混合物中加入0.5mL氨水和0.583g四乙氧基硅烷，机械搅拌六小时后，抽滤，将沉积物用硝酸铵萃取3次，在80℃下放置6h，以除去软模版十六烷基三甲基溴化铵，最后60℃真空干燥12h，得到相变材料@介孔二氧化硅。
2.制备相变材料@介孔二氧化硅@阵列铜纳米线。
在烧杯中加入5g铜纳米线，随后加入100mL去离子水，磁力搅拌均匀。
将步骤1制得的相变材料@介孔二氧化硅在真空环境下浸入该溶液，磁力搅拌2h，待所有铜纳米线负载于二氧化硅模板上后抽滤分离产物，放入真空烘箱60℃干燥24h，得到相变材料@介孔二氧化硅@阵列铜纳米线。
3.制备相变材料@阵列铜纳米线。
将步骤2制得的相变材料@介孔二氧化硅@阵列铜纳米线加入到烧杯中，加入10mL氢氟酸，2h充分浸泡刻蚀掉介孔二氧化硅模板，未锚定嵌入在介孔中的铜纳米线也随之除去。