膠囊化復(fù)合相變材料在能源存儲(chǔ)與轉(zhuǎn)換、器件冷卻和智能控溫等方面具有廣泛的應(yīng)用前景。在器件冷卻方面,由于目前電子器件芯片及航空電子向著高集成度、高封裝密度、小體積等方向的發(fā)展,電子器件的熱流密度迅速升高引起電子器件工作溫度急劇升高,這對(duì)于電子器件性能產(chǎn)生嚴(yán)重的危害。針對(duì)該問題,提高相變工質(zhì)中相變膠囊的熱響應(yīng)性能以及時(shí)除去器件運(yùn)行中產(chǎn)生的熱量從而實(shí)現(xiàn)高速冷卻對(duì)于該應(yīng)用具有極其重要的意義�；诖�,本課題為了提高復(fù)合相變膠囊的熱響應(yīng)能力,從減小粒徑和提高殼體導(dǎo)熱性能兩個(gè)途徑對(duì)復(fù)合相變膠囊進(jìn)行了深入研究:（1）本課題中,通過溶膠凝膠法,以SiO2作為殼材,以硬脂酸（SA）和月桂酸（LA）分別作為相變核芯,制備了更小粒徑的復(fù)合相變納米膠囊。其中SA/SiO2納米膠囊的最佳相變焓為169.4J/g,包覆率高達(dá)71.0%;LA/SiO2的最佳相變焓為165.6J/g,包覆率85.9%。（2）在此基礎(chǔ)上,深入研究了 pH對(duì)于該合成工藝的影響,找到了控制復(fù)合相變納米膠囊形成的關(guān)鍵性環(huán)節(jié),并提出了形成機(jī)理:脂肪酸與SiO2復(fù)合的關(guān)鍵步驟是SiO2團(tuán)簇和核芯乳液滴之間的凝并過程,而形成SiO2團(tuán)簇的硅溶膠體系中... 

【文章來源】：北京科技大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：161 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

圖２－２物理相變?cè)韴D??

?復(fù)合相變儲(chǔ)熱納米膠囊的形成機(jī)制及性能優(yōu)化基礎(chǔ)研究???Ｉ?ｕ?息?Ｘ?，?ｍ?？??＞：二心』熱，??：．?可逆?ａ??％、＊?＂Ｗ?感?＾?ＷＴｆ?＃？％、??．：、，？?Ｘ＾Ｊ?‘、：Ｊ??ｊ?１１１１１１?，?＃－?ｉ?ｐ??、、ｄ??圖２－３化學(xué)相變?cè)韴D??ＰＣＭ是一種新型綠色的能源材料，它雖然自身不能產(chǎn)生任何形式的能??量，但是可以利用其相變熱效應(yīng)，將外界環(huán)境中損失的熱量以潛熱的形式儲(chǔ)??存起來，在合適的條件下自主地將能量釋放利用，達(dá)到提高能量高利用率的??目的［１８１。因此，ＰＣＭ在實(shí)際使用中具有很好的應(yīng)用價(jià)值和前景。早在２０世??紀(jì)４０年代，Ｍ．Ｔｅｌｋｅｓ展開了?ＰＣＭ潛熱儲(chǔ)存在太陽能系統(tǒng)和建筑供暖中的研??宄，開啟了人們對(duì)ＰＣＭ的認(rèn)識(shí)【１９】。２０世紀(jì)６０年代，美國(guó)航空航天局看到??了?ＰＣＭ在航空航天的應(yīng)用價(jià)值，使得ＰＣＭ的研究跨入新時(shí)代［２Ｃ］。美國(guó)約??有１２家ＰＣＭ的公司，是目前ＰＣＭ商業(yè)應(yīng)用發(fā)展最快的國(guó)家，此外，中國(guó)、??英國(guó)和德國(guó)等國(guó)家也在積極推進(jìn)ＰＣＭ的商業(yè)化進(jìn)程［２１〗。我國(guó)對(duì)ＰＣＭ研究??最早的是清華大學(xué)［２２］，其在七十年代利用芒硝ＰＣＭ在石家莊郊區(qū)成功研制??了基于ＰＣＭ的太陽房，研究證實(shí)ＰＣＭ具有良好的應(yīng)用效果。??２．２．２相變材料分類及選擇??ＰＣＭ的種類很多，存在的形式也各種各樣。迄今為止，人們研究過的天??然和合成的ＰＣＭ已超過４３００多種。美國(guó)Ｄｏｗ化學(xué)公司對(duì)近兩萬種的ＰＣＭ??進(jìn)行了測(cè)試，發(fā)現(xiàn)只有１％的ＰＣＭ可以進(jìn)一步研宄。目前研宄者基于現(xiàn)有ＰＣＭ??的相變方式、相變溫度和材料組成等分別對(duì)其進(jìn)行了分類：ＰＣＭ按相變形式??一般可分為固

?北京科技大學(xué)博士學(xué)位論文???（＾ｐｃｉｖＴ）??４－ｉｉ?｜?｜氣Ｉ液｜?｜固液｜?｜固固??Ｉ?ｒ??無機(jī)Ｉ?｜有機(jī)Ｉ?－＼￥７ｔｍ??鹽類ｈ?石蠟｜?交聯(lián)聚乙烯￣￣??水和鹽－１醇類｜?聚氨酯??氫氧化物＿１脂肪酸｜?￣１聚丁二燦??合金Ｍ?１￣｜醋類Ｉ?ｉ－ｉ改性的聚乙二醇??圖２－４?ＰＣＭ的分類??其中，固一氣和液一氣兩種ＰＣＭ因相變時(shí)體積變化較大，伴隨大量氣??體存在，對(duì)容器和使用環(huán)境提出較高要求，盡管其具有很高的相變潛熱，但??實(shí)際應(yīng)用較少。固－固ＰＣＭ在相變過程中體積變化較小，同時(shí)由于無液相或??氣相物質(zhì)形成，在實(shí)際使用中無需對(duì)其進(jìn)行額外的封裝，這使得其系統(tǒng)的結(jié)??構(gòu)和操控條件相對(duì)簡(jiǎn)單。但固－固ＰＣＭ也存在相變潛熱較孝嚴(yán)重的塑晶現(xiàn)??象［２３］、材料品種較少、存在過冷和相分離，在實(shí)際使用中儲(chǔ)能效率不高。固??－液ＰＣＭ利用材料熔化與凝固過程中的吸熱與放熱現(xiàn)象，實(shí)現(xiàn)對(duì)熱能的存儲(chǔ)??和釋放。在材料固－液相變過程中，物質(zhì)相轉(zhuǎn)變焓較大而體積變化不大，同時(shí)??其相變過程緩和且易于控制。鑒于固－液ＰＣＭ的優(yōu)點(diǎn)，目前它已成為研究使??用中最受關(guān)注的材料類別［２４］。??根據(jù)相變溫度ＰＣＭ可分為三類：低溫（小于１５°Ｃ）、中溫（１５—９０°Ｃ）和高??溫（大于９０°Ｃ）［２５］。其中，中低溫相變材料適用于空調(diào)儲(chǔ)冷、電子器件冷卻、??建筑調(diào)溫等，高溫ＰＣＭ適用于核反應(yīng)以及工業(yè)的廢熱利用、太陽能發(fā)電站??以及航空等方面。??根據(jù)化學(xué)組成ＰＣＭ主要分為無機(jī)、有機(jī)及共晶材料。無機(jī)類ＰＣＭ包括??結(jié)晶水合鹽、熔融鹽、金屬合金等［２６］。其中，結(jié)晶水合鹽應(yīng)用相對(duì)廣泛，其??具有較為寬泛的熔

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號(hào)：3031485