相变材料过冷现象

勤是一类在其本身发生相变的过程中,可以吸收环境的热能,并在需要时向环境发出热能,从而达到控制周边环境温度的目的的材料。其相变机理是: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时,产生了一个宽的温度平台。该温度平台的出现,体现了恒温时间的延长,并可与显热和绝缘材料区分开绝缘材料只提供热温度变化梯度。相变材料在热循环时,储存或释放显热。相变材料在熔化或凝固过程中虽然温度不变但吸收或释放的潜热却相当大。以冰——水相变的过程为例。对相变材料在相变时所吸收的潜热以及普通加热条件下所吸收的热量作一比较:当冰熔解时,吸收335J/g的潜热,当水进一步加热,温度每升高1℃它只吸收大约4坛的能量。冈此,由冰到水的相变过程中所吸收的潜热几乎比相变温度范围外加热过程的热吸收高80多倍。除冰水之外,已知的天然和合成的相变材料超过500种,且这些材料的相变温度和储热能力各不相同。把相变材料与普通建筑材料相结合,还可以形成一种新型的复合储能建筑材料这种建材兼备普通建材和相变材料两者的优点。然而绝大多数无机物相变材料具有腐蚀性,相变过程中存在过冷和相分离的缺点。为防止无机物相变材料的腐蚀性。储热系统必须采用不锈钢等特殊材料制造,从而增加了制造成本:为抑制无机物相变材料在相变过程中的过冷和相分离,需通过大量试验研究,寻求好的成核剂和稳定剂。而有机物相变材料则热导率较低。相变过程中的传热性能差,在实际应用中通常采用添加高热导率材料如:铜粉,铝粉或石墨等作为填充物以提高热导率。或采用翅片管换热器,依靠换热面积的增加来提高传热性能,但这些强化传热的方法均未能解决有机相变材料热导率低的本质问题。