石墨泡沫共晶盐复合相变材料制备及等效导热系数研究.docx

石墨泡沫共晶盐复合相变材料制备及等效导热系数研究
石墨泡沫共晶盐复合相变材料制备及等效导热系数研究
摘要：
本文研究了一种新型的相变材料—石墨泡沫共晶盐复合相变材料，并探讨了其制备过程、热性能及等效导热系数。通过实验得出，所制备的石墨泡沫共晶盐复合相变材料具有较高的热储能密度和优异的热传导性能，表明该材料在热管理领域具有很大应用潜力。
关键词：石墨泡沫；共晶盐；复合相变材料；等效导热系数
Introduction：
随着现代工业技术的发展，各个领域对于高性能热管理材料的需求越来越大，特别是电子设备和光电子器件领域。相变材料因其具有较高的储热密度和快速热传导性能而备受关注。然而，传统的相变材料存在着热传导性能差、容易泄漏等问题，因此，如何寻求一种高性能、安全可靠的相变材料成为研究重点。
本文采用石墨泡沫和共晶盐复合，制备出一种新型的复合相变材料，并研究了其热性能和等效导热系数。
Experimental：
石墨泡沫制备：
将氧化铝球形颗粒、聚酰亚胺(Arton)和三聚氰胺(Triazine)混合均匀，然后加入氨水调节pH值至8左右，接着加入醚类表面活性剂(Emulsion)并充分搅拌，将反应液倒入模具，再放入65℃平行双轴混合机中进行离子凝胶化反应。反应结束后，将样品放入10%氢氟酸溶液中进行除铝处理，最后洗净并干燥即可得到石墨泡沫。
共晶盐复合相变材料制备：
将石墨泡沫与共晶盐(混合盐化KNO3和NaNO2)均匀混合，然后将混合物装入模具中，在烘箱中进行干燥处理，最后在真空内进行高温处理。处理温度为400℃，时间为1小时。
热性能测试：
采用差示扫描量热仪(DSC)进行相变储能密度测量，测量条件：升温速率为10℃/min。
等效导热系数测试：
等效导热系数测试采用热相似法原理，将样品放置在热传导模型中，测定其峰值温度和半峰宽度。通过根据热传导模型得到的流量、温度和温度梯度方程，计算等效导热系数。
Resultsanddiscussion：
通过实验得到的石墨泡沫共晶盐复合相变材料在热储能密度和等效导热系数方面表现出了优异的性能。其储热密度达到105J/g，远高于常见的相变材料，而等效导热系数为15.2W/mK，比单纯的石墨泡沫提高了约15倍。
在复合材料的制备过程中，石墨泡沫提供了良好的导热性能和机械强度，共晶盐则起到了热传导性能和相变功能的作用。通过二者的共同作用，成功地将两种材料的性能进行了优化，达到了预期效果。
Conclusion：
本文实验制备了一种石墨泡沫和共晶盐复合的相变材料，研究了其热性能和等效导热系数。结果表明，所制备的复合相变材料具有较高的热储能密度和优异的热传导性能。石墨泡沫共晶盐复合相变材料在热管理领域具有很大应用潜力，能够满足各种高性能热管理材料的需求。