站结束后不久，她作为的对水合盐，尤其是十水硫酸钠进行了长期的研究，并在马萨诸塞州建起了世界上第座太阳房。和等在相变材料配制和性能研究﹑相平衡﹑结晶﹑相变传热﹑相变材料性能改善﹑相变材料封装方式﹑相变储热系统设计等方面做了大量工作，年出版的由主编的太阳热贮存相变材料是对这领域的集大成之作。仅次于美国的是日本。年代早期，日本三菱电子公司和东京电力公司联合进行了用于采暖和制冷系统的相变材料的研究，他们研究了水合硝酸盐﹑磷酸盐﹑氟化物﹑氯化钙。在相变材料应用方面，他们特别强调制冷和空调系统中的贮能。东京科技大学工业和工程化学系的等人研究了系列可用于建筑物取暖的硝酸共晶水合盐，从中筛选出性能较好的和共晶盐熔点。位于的电子技术实验室对相变温度范围为的硝酸盐及他们的共晶混合物进行了研究。德国也进行了大量相变贮能的机理和应用研究。等人对的做了研究。他们推荐在储冷中采用共晶盐，在低温贮热或热泵应用中采用,在建筑物采暖系统中，采用或。绘制了大量的物性图表。他认为石蜡﹑水合盐和包合盐是以下贮能用相变材料的最佳候选材料,。德国著名西门子公司在的研制中也很活跃，除了对水合盐做了大量的研究工作外，还研究了用于高温贮热的在多孔陶瓷材料中充填的技术。此外，瑞典﹑法国﹑意大利和前苏联在储能相变材料的理论和应用研究方面也做了大量工作。我国储能相变材料的理论和应用研究与发达国家相比还较薄弱，重庆大学张二〇二年五月十日星期四洪济教授对相变热传导进行了系统研究，华中理工大学程尚模教授等对水平矩形管﹑圆管﹑椭圆管的接触融化问题进行了研究文献,报导了对相变储热材料及其物性的些研究结果，中国科学院广州能源研究所研制出相变贮能电火锅﹑电饭锅亚大橡胶厂和中国科技大学的陈则韶教授研制出冰箱蓄冷器，后者对潜热测定做了系统化的研究，而且在共晶熔点及熔解热的预测方面﹑在堆积床相变换热气性能研究方面﹑在储热相变材料的制备及改善相变导热性能研究方面做了大量工作。我国许多地方将实施德利用削峰填谷缓解电网负荷过重﹑峰谷差过大的电价昼﹑夜分计制，使相变贮能成为研究和应用热点。集中空调和热泵系统要求与之相配的储冷热系统，这使得我国近期内的应用研究主要集中在与之相应的的材料选配及性能改善﹑相变换热气的设计和性能优化﹑整个系统的设计和性能优化方面，此外，利用相变储热材料研制节能建材和构件开发新型日用品也是今后相变材料应用研究的个方向。相变储能材料的选择及研制方法相变储能材料作为储能体系的工作介质,是研究的核心内容,它的合理选择将最终决定相变材料的节能效果和应用前景。我们通常从相变材料的热物性，化学,物质性能，以及经济性能对相变材料进行筛选，它必须满足以下条件合适的相变温度。较大的相变潜热，现在被认为可能被采用的物质潜热可达到。合适的导热系数。④相变为可逆相变，无过冷或过冷很小，性能稳定。无毒，对人体及环境无害。较快的结晶速度和晶体生长速度。储热密度较大。原料易购，价格便宜。目前,对于相变材料的筛选方法,主要有两种，是利用现有的文献数据,对其进行分类和汇总，然后根据以上的筛选原则,并结合所选相变材料的使用环境,最终决定使用的相变物质。利用这种方法得到的相变材料般都为纯物质，具有恒定的相变点和相变热，因此，它具有相变可逆性好，体系成份均匀，有利封装等特点。但同时,它也存在相变点单，应用范围窄，选择匹配物少的缺点。为此,为了拓展其应用范围,克服其相变点单的缺点,人们研究具有相变点可调的相变材料储能系统。这就结晶速率快慢不同的晶体形状等，对于造成这些现象的原因分析如下。，产生沉淀由于加入的成核剂并不定会溶解在熔体中，对于那些会溶解的，它们在的溶解度般也不大，到达定量时，熔体不再溶解，则成核剂就会析出，从而产生沉淀然而对于那些不溶解的成核剂它们般是和发生化学反应生成溶于的同晶型成核剂，但是这些生成的成核剂也是有定溶解度的，当超过其溶解度时，就会结晶析出，产生沉淀。由于产生沉淀后会增大晶体的界面能,成核效果降低,所以此时须停止增加成核剂的用量。二〇二年五月十日星期四，结晶速率快慢结晶速率的快慢主要与体系的过冷度结晶温度导温速率及成核剂有关。由于此体系的储热基质是相同的，所以这方面影响很小，可以不予讨论。当添加成核剂时，部分成核剂覆盖了晶体表面，使溶质分子在晶格上联结之前，首先必须替代晶面上的所吸附的成核剂，因而使晶体生长速率下降。然而对于有过冷度的晶体，般过冷度越大，其结晶速率越大，所以上面那些成核效果不好的成核剂过冷度仍旧很大其结晶速率就越快，当然结晶速率和结晶温度也有定关系，因为结晶温度高的其过冷都较小，所以结晶温度高的其结晶速率较慢，结晶温度低的其结晶速度反而较快。，晶体形状不同结晶形状的不同主要是受结晶速率的影响，般结晶速率快的，其晶体都比较密实，结晶速率慢的其晶体就比较稀松。这是由于结晶速率快的晶体，其在很短的时间内凝固，晶体很快就形成块状，而结晶速率慢的，它们要完全结晶需要很长的时间，般呈现的现象就是固液状态。冰水浴中的过冷研究为使具有更好的应用价值，本次实验也在冰水浴中测量了下不同的成核剂对的过冷度影响。为使实验具有对比性，仍旧选用上述五种成核剂，且每次配比组分也都样。对于在冰水浴条件下重新做以上的实验，这相当于改变了体系的环境温度即改变其冷却速率，这样做的好处是可以观察的过冷度到底与冷却速率有没有关系或者说有什么样的关系。通过研究对比，可以扩大的应用范围，使的应用不仅仅局限于室温条件下。以下为在冰水浴中的步冷曲线图，每种成核剂的配比组分均是对照上述配比配置的。图硼砂作为成核剂二〇二年五月十日星期四图六水氯化镁作为成核剂图六水氯化锶作为成核剂二〇二年五月十日星期四图氟化钡作为成核剂图碳酸钡作为成核剂二〇二年五月十日星期四将上述图形和前面五幅在室温下的图形进行对比，不难发现，每种成核剂的相图都发生了改变。在冰水浴中做的实验，步冷曲线除硼砂外相对比较光滑且总体趋势上过冷度是增大的，这说明晶体过冷度与冷却速率有关，且冷却速率越大，过冷度越大。对于结晶时间，由于它们是在不同的冷却速率下，所以它们的放热效应很难分析比较，若要比较它们各自体系的储能大小只有通过检测进行比较。由上可知，在不同的冷却条件下，体系的过冷度也不同。另外，从上述图中也可以看出，除了硼砂外，其他的曲线大多数都未出现平台，但这并不能得出此时没有过冷度，因为在冷却实验过程中大多数体系仍然是在很低的温度下结晶般在左右，由此说明此时体系不但存在过冷度而且过冷度非常大。导致这种现象的原因主要是由于物质的热迁移速率即散热大于潜热释放速率，或者是前者太大，或者是后者太小。般情况下，相变材料的导热系数不是很大，但是由于本次实验是在冰水浴中进行的，所以造成上述现象是由两方面共同作用的。由上述图形，可以发现硼砂作为成核剂时其对储热基质释放储能的效果非常好。将室温下和冰水浴中两种不同冷却条件下的过冷实验进行对比，可以得到以下结论同种组分体系在不同冷却条件下其过冷程度是不同的，且在室温下成核效果好的成核剂并不定适合于在其他冷却条件下如本实验的冰水浴条件下。般情况下，冷却速率越大即冷却环境温度越低，其过冷度越大。从上述图形中可以看出，整体上来讲，储热基质在冰水浴中的过冷度要大于室温下的过冷度。成核效果好的成核剂并不定就适合充当成核剂，如在冰水浴中对减小的过冷度的效果非常好，但是其并不适合充当成核剂，因为加入的体系其潜热放热速率非常慢，而且潜热非常小，这样的体系并不适合实际应用。二〇二年五月十日星期四第五章结论以无水氯化钙为原料，通过过饱和溶液析晶法制备六水氯化钙晶体，并通过和两种检测仪器对晶体进行检测分析，确定所得晶体确实带六个结晶水。以为储热基质，通过添加不同量的硼砂五种成核剂进行研究分析，发现的的硼砂的的以及的对的成核效果非常好，尤其是的硼砂和的，这两组组分不论在室温下还是在冰水浴中都表现出非常好的成核效果，且体系能非常好地释放出潜能。通过对比两种不同的冷却条件下成核剂对的过冷影响，可以发现同种成核剂在不同的冷却条件下，其成核效果不样。般情况下，冷却速率越大即环境温度低的，成核效果越差，过冷度就越大。二〇二年五月十日星期四参考文献张洪济相变热传导,重庆重庆大学出版社,陈文振,陈尚模矩形腔内相变材料接触熔化的分析太阳能学报陈文振,陈尚模,罗臻水平椭圆管内相变材料接触熔化的分析太阳能学报刑登清,迟广山等多元醇二元体系固固相变贮热的研究太阳能学报阮德水等相变贮热材料的研究太阳能学报广州能源研究所,中国专利,申请号广州能源研究所,中国专利,申请号亚大橡胶厂,中国专利,申请号马将生相变储热材料的研究海湖盐与化工,孙鑫泉,龚钰秋十水硫酸钠体系潜热蓄热材料的研究,杭州大学学报自然科学版,李玉红,焦庆影,夏定国,于志辉常低温相变储热材料的研究和应用,化学教育,张寅平,胡汉平，孔祥冬,苏跃红相变贮能理论和应用,合肥中国科学与技术大学出版社,胡季平等新能源丁益民,阎立诚水合盐储热材料的成核作用,化学物理报,郎雪梅,叶菊招三水合醋酸钠的相变贮热性能,材料开发与应用二〇二年五月十日星期四致谢四个月的毕业课题设计是我大学生活的个总结，也是我人生道路中非常重要的次冲刺。在过去四个月的课题设计中，我学到许多在其他地方无法学到的经验财富，我非常庆幸获得这样的锻炼机会。在此我要感谢系领导各位老师对我们的支持和帮助，特别是徐云龙老师和钱秀珍老师，无论是理论上还是在实践中，都给了我很大的帮助，不遗余力地为我安排实验，并提供尽可能多的方便，在此致以衷心的感谢,另外，对于师兄刘栋近四个月来对我无微不至的关心和帮助，以及实验室工作负责人候凤珍老师等给予的帮助也在此表示感谢,二〇二年五月十日星期四第章研究背景相变储热材料简介现代生产和生活，都离不开能源。正如人们日常消费中无时无处不在流通的货币样。但是，人类无限制地消耗能源，也带来了两个极待解决的问题，即常规能源面临短缺和生态环境严重污染。两大难题困扰着人类，也迫使人们寻找新的出路。上世纪年代以来，世界性的能源危机给工业国家特别是缺少石油国家经济发展带来了极大影响。为此，这些国家纷纷制定新的能源策略，其中，重要的环是开发不稳定能源的利用技术。所谓不稳定能源，指的是那些分散的难以集中稳定供给的能量。如太阳能地热能以及工业余热废热等。对不稳定能源的利用，首先需要考虑的是能源供需平衡问题，即需要解决储热技术。尤其是对于具有无穷无尽能量的太阳能，按时间地区季节气候的变化进行调节时，更需要这种技术。储热技术的般含义是把热能以潜热显热化学能的形式暂时储存起来，根据需要又可以方便地将这些形式的能转变为原来的热能取出来加以利用，这种具有储热功能的材料称为储热材料。相变储热材料就是解决这种储热技术的其中种方法即化学物质在相变时应用其储存潜能的系列材料。具体说就是化合物发生气液固各相变化时，伴随着吸热或放热过程的利用。相变