膨脹石墨-赤蘚糖醇相變復(fù)合材料的制備與熱性能研究.pdf

1、為提高有機(jī)相變儲能材料的換熱效率，需要解決該類材料熱導(dǎo)率較低的問題。赤蘚糖醇作為一種具有極高相變潛熱的中溫相變儲熱材料，在熱防護(hù)、熱存儲領(lǐng)域都有很高的應(yīng)用潛力。本文嘗試采用不同方式，將膨脹石墨與赤蘚糖醇進(jìn)行復(fù)合，力求在不引入其它副作用的情況下最大程度地提高赤蘚糖醇的熱導(dǎo)率。并對膨脹石墨/赤蘚糖醇相變復(fù)合材料的組織形貌、基本物理性能、熱性能進(jìn)行了表征與分析。
　　通過對可膨脹石墨進(jìn)行熱處理獲得膨脹石墨，研究熱處理工藝對膨脹石墨組織形

2、貌、膨脹率、石墨化度的影響。提高熱處理溫度可以促進(jìn)可膨脹石墨片層間的酸根離子迅速分解釋放，從而提高膨脹石墨的膨脹率。利用X射線衍射法(XRD)測試膨脹石墨的石墨化度，發(fā)現(xiàn)適中的熱處理溫度和充分的保溫時間可以促使碳原子充分重排，提高膨脹石墨的石墨化度。
　　分別采用直接混合法、混合超聲法、預(yù)制塊法以及預(yù)超聲混合法制備膨脹石墨組分含量在0.5wt.％~6.0wt.%的相變復(fù)合材料。XRD和紅外光譜分析結(jié)果表明膨脹石墨與赤蘚糖醇之間為物

3、理結(jié)合，不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。在制備過程中施加超聲的工藝組制得復(fù)合材料的致密度較高。超聲作用使材料內(nèi)部的膨脹石墨轉(zhuǎn)變?yōu)榧{米石墨微片，降低了材料中的孔隙率。加大超聲功率和延長超聲時間可以促進(jìn)這一過程的發(fā)生，有利于提高相變復(fù)合材料的致密度。
　　納米石墨微片可以促進(jìn)赤蘚糖醇形核，使相變復(fù)合材料的熔點降低。膨脹石墨和氣孔的存在會提高體系內(nèi)能，降低相變復(fù)合材料的熔化焓和比熱。此外，膨脹石墨為體系中引入大量界面熱阻，在組分含量較低時對相變復(fù)合材料