相變材料(PCM - Phase Change Material)是指隨溫度變化而改變形態(tài)并能提供潛熱的物質(zhì)。相變材料由固態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)或由液態(tài)變?yōu)楣虘B(tài)的過程稱為相變過程,這時相變材料將吸收或釋放大量的潛熱。
相變材料可分為有機(Organic)和無機(Inorganic) 相變材料。亦可分為水合(Hydrated)相變材料和蠟質(zhì)(Paraffin Wax)相變材料.
我們最常見的相變材料非水莫屬了,當(dāng)溫度低至0°C 時,水由液態(tài)變?yōu)楣虘B(tài)(結(jié)冰)。當(dāng)溫度高于0°C時水由固態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)(溶解)。在結(jié)冰過程中吸入并儲存了大量的冷能量,而在溶解過程中吸收大量的熱能量。冰的數(shù)量(體積)越大,溶解過程需要的時間越長。這是相變材料的一個最典型的例子。
相變材料是怎樣蓄熱的以及它的特點:
相變材料具有在一定溫度范圍內(nèi)改變其物理狀態(tài)的能力。以固-液相變?yōu)槔?,在加熱到熔化溫度時,就產(chǎn)生從固態(tài)到液態(tài)的相變,熔化的過程中,相變材料吸收并儲存大量的潛熱;當(dāng)相變材料冷卻時,儲存的熱量在一定的溫度范圍內(nèi)要散發(fā)到環(huán)境中去,進行從液態(tài)到固態(tài)的逆相變。在這兩種(tgrunv7.cn)相變過程中,所儲存或釋放的能量稱為相變潛熱。物理狀態(tài)發(fā)生變化時,材料自身的溫度在相變完成前幾乎維持不變,形成一個寬的溫度平臺,雖然溫度不變,但吸收或釋放的潛熱卻相當(dāng)大。
相變材料的分類相變材料主要包括無機PCM、有機PCM和復(fù)合PCM三類。其中,無機類PCM主要有結(jié)晶水合鹽類、熔融鹽類、金屬或合金類等;有機類PCM主要包括石蠟、醋酸和其他有機物;近年來,復(fù)合相變儲熱材料應(yīng)運而生,它既能有效克服單一的無機物或有機物相變儲熱材料存在的缺點,又可以改善相變材料的應(yīng)用效果以及拓展其應(yīng)用范圍。因此,研制復(fù)合相變儲熱材料已成為儲熱材料領(lǐng)域的熱點研究課題。但是混合相變材料也可能會帶來相變潛熱下降,或在長期的相變過程中容易變性等缺點。