固液相变材料的应用和发展趋势

实际应用中大部分相变材料都属于固液相变，因此类相变兼有较大的蓄热能力和较方便的生产工艺，其工作过程的体积膨胀和收缩也在可控范围内。常用固液相变材料有链烃、脂肪酸类有机相变材料和结晶水合盐、高温金属合金类无机相变材料［7］。

链烃类有机相变材料主要有石蜡、烷烃、脂肪酸、醇类、有机盐等。一般说来同系列有机物的相变温度和相变焓随着其碳链的增加而增加，这样可得到具有一系列相变温度的储能材料，但随着碳链的增长，相变温度的增加值会逐渐减小，其熔点最终将趋于一定值。为得到相变温度适当、性能优越的相变材料，常常需要将几种有机相变材料复合，或将有机相变材料和无机相变材料混合形成二元或多元相变材料［8］。

有机类相变材料具有如下优点：在固态时成型较好、一般不易出现过冷和相分离等现象、对容器的腐蚀较小、性能比较稳定、毒性小、成本低廉等。同时该类材料也存在如下缺点：导热率低、密度小、单位体积的储能能力较弱、相变过程体积变化大，并且有机物一般熔点较低、易燃易挥发甚至爆炸，或容易被空气中的氧气缓慢氧化而老化。

无机类相变材料常用的结晶水和盐，通过释放和吸收结晶水而进行储热和放热，用通式AB·x H2O表示结晶水和盐，其相变机理可以表示为：

其中，x、y代表结晶水的个数，Q表示结晶水合盐的反应热［9］。(www.xing528.com)

结晶水和盐储能材料的优点在于：使用广泛、价格便宜、导热系数相对较大、体积储热密度大。但存在缺点也不少：一是过冷度大，影响热量及时释放；二是出现相分离现象，在逆相变过程，沉降到底部的脱水盐无法和结晶水结合而无法重结晶，导致相变过程部分不可逆，形成相分层，由此造成多次循环之后材料储热能力下降［10］。

其中，x、y代表结晶水的个数，Q表示结晶水合盐的反应热［9］。

结晶水和盐储能材料的优点在于：使用广泛、价格便宜、导热系数相对较大、体积储热密度大。但存在缺点也不少：一是过冷度大，影响热量及时释放；二是出现相分离现象，在逆相变过程，沉降到底部的脱水盐无法和结晶水结合而无法重结晶，导致相变过程部分不可逆，形成相分层，由此造成多次循环之后材料储热能力下降［10］。