專利名稱：降低水合鹽相變材料過冷度的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種水合鹽相變材料過冷度降低的方法，屬于材料學(xué)的技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
水合鹽類相變材料是中低溫蓄能中重要的一類相變材料，它具有使用廣泛、價(jià)格便宜、熔解熱高、導(dǎo)熱性好等許多優(yōu)點(diǎn)。但其在應(yīng)用過程中也存在兩個(gè)突出問題，分別為過冷問題和相分離問題。當(dāng)液態(tài)物質(zhì)冷卻到“凝固點(diǎn)”時(shí)并不結(jié)晶，而須冷卻到“凝固點(diǎn)”以下一定溫度時(shí)方開始結(jié)晶，這種現(xiàn)象稱為過冷，水合鹽相變材料的過冷度有時(shí)高達(dá)上百度。而抑制過冷度的常用方法為添加成核劑。其中一種方法為添加微粒結(jié)構(gòu)與相變材料結(jié)構(gòu)類似的物質(zhì)作為成核劑，但是也有研究表明添加的成核劑的成核性能與晶胞參數(shù)沒有必然聯(lián)系。綜合現(xiàn)有研究來看，成核劑的選擇方法基本還是靠“愛迪生法”，即通過大量的實(shí)驗(yàn)來檢驗(yàn)成核劑的性能。添加成核劑可以降低水合鹽相變材料的過冷度，但也增加了使用成本，并且添加不同成核劑的效果也不相同，有時(shí)隨著相變循環(huán)次數(shù)的增加，成核劑的效果也將變差，因此若能尋找一種無需添加成核劑就能抑制相變材料過冷度的方法則將會(huì)大大提高水合鹽相變材料的應(yīng)用前景。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題本發(fā)明的目的是解決水合鹽相變材料過冷度較大的問題，提供一種降低水合鹽相變材料過冷度的方法。技術(shù)方案為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出的方案為一種降低水合鹽相變材料過冷度的方法，該方法包括如下步驟
在相變材料熔化凝固循環(huán)過程中，使得水合鹽相變材料所達(dá)到的最高溫度小于水合鹽相變材料完全熔化時(shí)相變溫度區(qū)間的上限溫度，并且大于水合鹽相變材料完全熔化時(shí)相變溫度區(qū)間的下限溫度，此時(shí)的水合鹽相變材料并未完全熔化，在降溫過程中水合鹽相變材料就可以實(shí)現(xiàn)放熱凝固，從而達(dá)到降低水合鹽相變材料過冷度的目的。優(yōu)選的，所述的水合鹽相變材料為三水醋酸鈉，其完全熔化時(shí)相變溫度區(qū)間為59 °C-67 °G，在加熱時(shí)，使得三水醋酸鈉的最高溫度為63. 5 ，這樣三水醋酸鈉的過冷度可降低至接近0 °c’達(dá)到降低三水醋酸鈉過冷度的目的。優(yōu)選的，所述的水合鹽相變材料為十水硫酸鈉，其完全熔化時(shí)相變溫度區(qū)間約為 33. 5 °C-40 °G，在加熱時(shí)，使得十水硫酸鈉的最高溫度為36 °G，這樣十水硫酸鈉的過冷度可降低至接近0 °c’達(dá)到降低十水硫酸鈉過冷度的目的。優(yōu)選的，所述的水合鹽相變材料為十二水磷酸氫二鈉，其完全熔化時(shí)相變溫度區(qū)間約為36. 5 °C-42. 5、在加熱時(shí)，使得十二水磷酸氫二鈉的最高溫度為39. 5、這樣十二水磷酸氫二鈉的過冷度可降低至10 oC以內(nèi)，達(dá)到降低十二水磷酸氫二鈉過冷度的目的。
有益效果
1.無需添加任何別的成核劑便可解決水合鹽相變材料的過冷問題。2.方法操作簡(jiǎn)單，可靠性高。
具體實(shí)施例方式下面對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說明。本發(fā)明提供的降低水合鹽相變材料過冷度的方法，該方法包括如下步驟
在相變材料熔化凝固循環(huán)過程中，使得水合鹽相變材料所達(dá)到的最高溫度小于水合鹽相變材料完全熔化時(shí)相變溫度區(qū)間的上限溫度，并且大于水合鹽相變材料完全熔化時(shí)相變溫度區(qū)間的下限溫度，此時(shí)的水合鹽相變材料并未完全熔化，在降溫過程中水合鹽相變材料就可以實(shí)現(xiàn)放熱凝固，從而達(dá)到降低水合鹽相變材料過冷度的目的。所述的水合鹽相變材料為三水醋酸鈉，其完全熔化時(shí)相變溫度區(qū)間為59 °C-67 oC, 在加熱時(shí)，使得三水醋酸鈉的最高溫度為63. 5 ，這樣三水醋酸鈉的過冷度可降低至接近0 °c’達(dá)到降低三水醋酸鈉過冷度的目的。所述的水合鹽相變材料為十水硫酸鈉，其完全熔化時(shí)相變溫度區(qū)間約為33.5 °C-40 °G，在加熱時(shí)，使得十水硫酸鈉的最高溫度為36 °G，這樣十水硫酸鈉的過冷度可降低至接近0 °c’達(dá)到降低十水硫酸鈉過冷度的目的。所述的水合鹽相變材料為十二水磷酸氫二鈉，其完全熔化時(shí)相變溫度區(qū)間約為 36. 5 °C-42. 5、在加熱時(shí)，使得十二水磷酸氫二鈉的最高溫度為39. 5、這樣十二水磷酸氫二鈉的過冷度可降低至10 oC以內(nèi)，達(dá)到降低十二水磷酸氫二鈉過冷度的目的。本發(fā)明選擇的水合鹽相變材料為三水醋酸鈉(CH3COONa · 3H20)，它的相變溫區(qū)約為59 °C-67 °G，而它的過冷度可達(dá)幾十度。利用本發(fā)明提出的方法，在測(cè)試過程中控制三水醋酸鈉溫度，使其所處的溫度變化區(qū)間上限溫度為63. 5、在測(cè)試過程中發(fā)現(xiàn)其過冷度可降低至接近0。c。本發(fā)明選擇的第二種水合鹽相變材料為十水硫酸鈉(Na2SO4 · IOH2O)，它的相變溫區(qū)約為33. 5 °C-40 °G，，而它的過冷度可達(dá)幾十度。利用本發(fā)明提出的方法，在測(cè)試過程中控制十水硫酸鈉溫度，使其所處的溫度變化區(qū)間上限溫度為36、在測(cè)試過程中發(fā)現(xiàn)其過冷度可降低至接近0°e。本發(fā)明選擇的第三種水合鹽相變材料為十二水磷酸氫二鈉(Na2HPO4 ·12Η20)，它的相變溫區(qū)約為59 °C-67、而它的過冷度可達(dá)幾十度。利用本發(fā)明提出的方法，在測(cè)試過程中控制十二水磷酸氫二鈉溫度，使其所處的溫度變化區(qū)間上限溫度為39. 5、在測(cè)試過程中發(fā)現(xiàn)其過冷度可降低至10 以內(nèi)。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施方式，本發(fā)明的保護(hù)范圍并不以上述實(shí)施方式為限，但凡本領(lǐng)域普通技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明所揭示內(nèi)容所作的等效修飾或變化，皆應(yīng)納入權(quán)利要求書中記載的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種降低水合鹽相變材料過冷度的方法，其特征在于該方法包括如下步驟在相變材料熔化凝固循環(huán)過程中，使得水合鹽相變材料所達(dá)到的最高溫度小于水合鹽相變材料完全熔化時(shí)相變溫度區(qū)間的上限溫度，并且大于水合鹽相變材料完全熔化時(shí)相變溫度區(qū)間的下限溫度，此時(shí)的水合鹽相變材料并未完全熔化，在降溫過程中水合鹽相變材料就可以實(shí)現(xiàn)放熱凝固，從而達(dá)到降低水合鹽相變材料過冷度的目的。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的降低水合鹽相變材料過冷度的方法，其特征在于所述的水合鹽相變材料為三水醋酸鈉，其完全熔化時(shí)相變溫度區(qū)間為59 °C-67 °C，在加熱時(shí)，使得三水醋酸鈉的最高溫度為63.5 °C，這樣三水醋酸鈉的過冷度可降低至接近0 °C，達(dá)到降低三水醋酸鈉過冷度的目的。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的降低水合鹽相變材料過冷度的方法，其特征在于所述的水合鹽相變材料為十水硫酸鈉，其完全熔化時(shí)相變溫度區(qū)間約為33. 5 °C-40 °C，在加熱時(shí)，使得十水硫酸鈉的最高溫度為36 °C，這樣十水硫酸鈉的過冷度可降低至接近0 °C，達(dá)到降低十水硫酸鈉過冷度的目的。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的降低水合鹽相變材料過冷度的方法，其特征在于所述的水合鹽相變材料為十二水磷酸氫二鈉，其完全熔化時(shí)相變溫度區(qū)間約為36. 5 °C-42. 5 °C，在加熱時(shí)，使得十二水磷酸氫二鈉的最高溫度為39. 5 °C，這樣十二水磷酸氫二鈉的過冷度可降低至10 0C以內(nèi)，達(dá)到降低十二水磷酸氫二鈉過冷度的目的。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種降低水合鹽相變材料過冷度的方法，其特征在于該方法包括如下步驟在相變材料熔化凝固循環(huán)過程中，使得水合鹽相變材料所達(dá)到的最高溫度小于水合鹽相變材料完全熔化時(shí)相變溫度區(qū)間的上限溫度，并且大于水合鹽相變材料完全熔化時(shí)相變溫度區(qū)間的下限溫度，此時(shí)的水合鹽相變材料并未完全熔化，在降溫過程中水合鹽相變材料就可以實(shí)現(xiàn)放熱凝固，從而達(dá)到降低水合鹽相變材料過冷度的目的。本發(fā)明無需添加任何別的成核劑，在降溫過程中相變材料就可以實(shí)現(xiàn)放熱凝固，過冷度大大降低。該方法只需控制水合鹽相變材料的溫度，操作簡(jiǎn)單，可靠性高。
文檔編號(hào)C09K5/06GK102504768SQ201110338579
公開日2012年6月20日 申請(qǐng)日期2011年11月1日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月1日
發(fā)明者張小松, 金星 申請(qǐng)人:東南大學(xué)