轻质碳泡沫基相变复合材料的制备及其性能研究

发布时间：2025-08-30 21:28

　　随着非再生能源消耗的不断增长,高效的热能储存和能量转换正受到广泛关注。相变材料（PCM）具有相变潜热大、热循环稳定性好、化学耐久性好、环境友好等优势,尤其是固-液PCM作为理想的储能介质在热能储存系统（TES）中得到了广泛的研究。然而,固-液PCM存在熔融状态下易泄漏和导热系数较低等缺点,极大地限制了其在各个领域的广泛应用。本课题结合高温碳化、纳米复合和物理吸附等技术与原理,以碳泡沫（CF）为支撑载体,以正二十烷为储热基元,制备了储热容量大、具有调温隔热、隐身示假和光热转化等多功能于一体的相变复合材料。首先,对三聚氰胺泡沫（MF）进行预氧化碳化制得轻质柔性多孔碳泡沫（CF）基体,并通过物理吸附储热基元（正二十烷）制备了相变复合材料（CF-PCMx）,通过对其结构形貌以及性能的表征发现,MF先经过预氧化再在氮气氛围下经过400°C低温碳化制得的CF具有较好的柔顺性和较高的孔隙率,确保了其优异的机械支撑作用和较高的PCM储存容量,可负载PCM的质量百分比达84%,对应地,熔融/结晶焓值达193.0/193.7 kJ/kg;调温性能测试结果表明制得的相变复合材料在升降温过程中具有隔热和保温作用...

【文章页数】：62 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 相变材料
        1.2.1 相变材料简介
        1.2.2 相变材料的封装技术和原理
        1.2.3 三维多孔泡沫基相变复合材料的研究现状
    1.3 相变复合材料的应用
        1.3.1 在纺织材料中的应用
        1.3.2 在热能储存系统(TES)中的应用
        1.3.3 在电子元件保护中的应用
        1.3.4 在建筑领域中的应用
        1.3.5 在军事中的应用
    1.4 本课题研究意义及内容
        1.4.1 研究意义
        1.4.2 研究内容
第二章 轻质柔性碳泡沫及其相变复合材料的制备
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 实验原料
        2.2.2 实验设备
        2.2.3 相变复合材料CF-PCMx的制备
        2.2.4 表征及测试
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 轻质柔性碳泡沫的工艺优化
        2.3.2 碳泡沫的结构与性能
        2.3.3 相变复合材料的结构与性能
    2.4 本章小结
第三章 Ti2O3/PDA@CF基相变复合材料的制备及其光热转化性能研究
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 实验原料
        3.2.2 实验设备
        3.2.3 Ti2O3/PDA@CF基相变复合材料的制备
        3.2.4 表征及测试
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 SEM分析
        3.3.2 FT-IR分析
        3.3.3 XRD分析
        3.3.4 防泄漏性能分析
        3.3.5 热性能分析
        3.3.6 调温性能分析
        3.3.7 光热转化性能分析
    3.4 本章小结
第四章 分级多孔碳泡沫CBCx-CS@CF的结构优化及其相变复合材料的应用
    4.1 引言
    4.2 实验部分
        4.2.1 实验原料
        4.2.2 实验设备
        4.2.3 分级多孔碳泡沫CBCx-CS@CF的制备及结构优化
        4.2.4 相变复合材料CBCx-CS@CF-PCMy的制备
        4.2.5 表征测试及应用
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 分级多孔碳泡沫CBCx-CS@CF的结构优化
        4.3.2 相变复合材料CBC5-CS@CF-PCMy的结构与性能
    4.4 本章小结
第五章 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 不足及展望
致谢
参考文献
附录 :作者在攻读硕士学位期间发表的论文



本文编号：4059232