微納米碳-石蠟基復(fù)合材料的傳熱蓄熱性能研究.pdf

1、相變蓄熱技術(shù)能夠在很大程度上解決能源利用過(guò)程中存在的時(shí)-空不匹配矛盾，提高能源利用效率。相比于其他形式的相變蓄熱技術(shù)，固-液相變的綜合性能突出，利用潛熱可蓄積更多的能量，且相變過(guò)程中材料體積變化甚小。然而，大多數(shù)固-液相變材料熱導(dǎo)率較低，傳熱性能欠佳，極大地制約了固-液相變蓄熱技術(shù)的應(yīng)用。為了強(qiáng)化固-液相變材料的傳熱蓄熱性能，提高其熱導(dǎo)率尤為關(guān)鍵。
　　在提高相變材料熱導(dǎo)率的諸多方式中，添加高導(dǎo)熱低密度材料能達(dá)到“強(qiáng)傳熱保蓄熱”的

2、目的，因此本文選取微納米碳材料作為添加劑。本文首先制備了兩種微納米碳/石蠟復(fù)合材料（單壁碳納米管/石蠟復(fù)合材料和石墨烯/石蠟復(fù)合材料），然后測(cè)試了表面形貌和關(guān)鍵熱物性參數(shù)，接著完成了動(dòng)態(tài)熱響應(yīng)實(shí)驗(yàn)，最后提出了適用于單壁碳納米管/石蠟復(fù)合材料的有效導(dǎo)熱率計(jì)算模型。主要完成的工作如下:
　　(1)在不添加分散劑的情況下，采用熔融共混和超聲分散的方法制備了微納米碳/石蠟復(fù)合材料，并通過(guò)SEM技術(shù)對(duì)其進(jìn)行表觀形貌表征，結(jié)果表明，復(fù)合材料懸

3、浮穩(wěn)定且分布均勻。
　　(2)運(yùn)用熱傳導(dǎo)分析技術(shù)和DSC技術(shù)測(cè)試了復(fù)合材料的熱導(dǎo)率、熔點(diǎn)和相變潛熱等關(guān)鍵熱物性參數(shù)，并分析了微納米碳種類(lèi)和占比對(duì)上述參數(shù)的影響。
　　(3)搭建了動(dòng)態(tài)熱響應(yīng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，以復(fù)合材料熱響應(yīng)速度為研究參數(shù)，分析了微納米碳種類(lèi)、占比和熱源溫度等對(duì)上述參數(shù)的影響。
　　(4)提出一次多項(xiàng)式形式的空間分布函數(shù)，由此得到單壁碳納米管/石蠟復(fù)合材料有效熱導(dǎo)率計(jì)算模型，且該模型計(jì)算值與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)比較符合;同時(shí)