纳米铜/石蜡相变驱动复合材料制备及热物理性能

采用高能球磨法制备了纳米铜/石蜡复合材料.通过TEM、SEM、XRD和DSC对复合材料的微观形貌、物相及相变温度和潜热进行了表征和分析,并研究了铜含量对复合材料的热敏性、热膨胀性和热稳定性的影响.结果表明:石蜡包覆在铜粒表面,能显著提高其抗氧化性,铜/石蜡复合颗粒近似球形,粒径约为100 nm,多个复合颗粒易团聚形成微米级颗粒；铜含量对相变温度没有明显影响,但相变潜热随铜含量的增加近似线性减少；复合材料的热敏性随着铜含量的增加而提高,但其热膨胀性则降低；铜质量分数为60％的复合材料具有较短的升温时间,体膨胀率降低较小,且多次加热后稳定性较好,可作为此类热敏微驱动器的理想材料.     

纳米铜/石蜡相变驱动复合材料制备及热物理性能

采用高能球磨法制备了纳米铜/石蜡复合材料。通过TEM、 SEM、 XRD和DSC对复合材料的微观形貌、 物相及相变温度和潜热进行了表征和分析, 并研究了铜含量对复合材料的热敏性、 热膨胀性和热稳定性的影响。结果表明: 石蜡包覆在铜粒表面, 能显著提高其抗氧化性, 铜/石蜡复合颗粒近似球形, 粒径约为100 nm, 多个复合颗粒易团聚形成微米级颗粒; 铜含量对相变温度没有明显影响, 但相变潜热随铜含量的增加近似线性减少; 复合材料的热敏性随着铜含量的增加而提高, 但其热膨胀性则降低; 铜质量分数为60%的复合材料具有较短的升温时间, 体膨胀率降低较小, 且多次加热后稳定性较好, 可作为此类热敏微驱动器的理想材料。     

热分解法制备纳米铜/石蜡相变驱动复合材料及性能

以甲酸铜-辛胺配合物为前驱体,采用热分解法单步制备了纳米铜及纳米铜/石蜡复合材料。通过XRD、SEM和DSC对复合材料的物相、微观形貌及相变温度和潜热进行了表征,讨论了反应温度对铜粒形貌、尺寸的影响,并对复合材料的热敏性和热膨胀性及影响因素进行了分析研究。结果表明,石蜡包覆在铜粒表面,能显著提高其抗氧化性。与纯石蜡相比,纳米铜/石蜡复合材料的热敏性明显提高,但其相变温度、潜热和体膨胀率则略有下降。     

铜/石蜡热敏材料的制备及其热膨胀性

采用高能球磨法制备了纳米铜/石蜡热敏复合材料。通过扫描电镜(SEM)、高分辨透射电镜(TEM)及自制温控光学测微装置等手段对复合材料微观形貌特征进行了分析研究,并探讨了铜粉和石蜡的质量比以及石蜡的熔点对复合材料膨胀性能的影响。研究结果表明石蜡在铜粒子表面包覆均匀,铜粒子的粒径可以达到70nm左右。铜粉和石蜡的质量比不同,复合材料的体膨胀量也不同。石蜡熔点越高,复合材料的膨胀性能越好。     

碳纤维/石蜡/膨胀石墨复合相变材料的制备及强化传热研究

以石蜡为相变材料,膨胀石墨为载体,碳纤维为强化传热介质,利用膨胀石墨对石蜡良好的吸附性及碳纤维高的导热性,制备了碳纤维/石蜡/膨胀石墨复合相变材料。采用扫描电镜、差示扫描量热仪、温度巡检仪对制备的碳纤维/石蜡/膨胀石墨复合相变材料热性能进行了测试和表征。实验结果表明,添加了碳纤维的石蜡/膨胀石墨复合相变材料的相变潜热随石蜡含量的降低而减小,随碳纤维含量的增加复合相变材料的相变温度略有降低,相变提前发生,随碳纤维含量的增加复合相变材料的导热性能大幅度提高。     

碳纤维/石蜡/膨胀石墨复合相变材料的制备及强化传热研究

以石蜡为相变材料,膨胀石墨为载体,碳纤维为强化传热介质,利用膨胀石墨对石蜡良好的吸附性及碳纤维高的导热性,制备了碳纤维/石蜡/膨胀石墨复合相变材料。采用扫描电镜、差示扫描量热仪、温度巡检仪对制备的碳纤维/石蜡/膨胀石墨复合相变材料热性能进行了测试和表征。实验结果表明,添加了碳纤维的石蜡/膨胀石墨复合相变材料的相变潜热随石蜡含量的降低而减小,随碳纤维含量的增加复合相变材料的相变温度略有降低,相变提前发生,随碳纤维含量的增加复合相变材料的导热性能大幅度提高。     

石蜡/膨胀石墨相变储能复合材料的研制

利用膨胀石墨孔隙结构的吸附性能,制备了石蜡/膨胀石墨相变储能复合材料,用差示扫描热量法研究了其的热性能.结果表明:石蜡/膨胀石墨相变储能复合材料的相变温度不随石蜡含量的改变而变化,但其相变潜热随着石蜡含量的增加而增加、导热性能却随着石蜡含量的增加而小.膨胀石墨的多孔结构对石蜡有很好的吸附性能,石蜡在固-液相变时,末见有液态石蜡的渗出.     

原位聚合法制备PMMA/膨胀石墨纳米复合材料

通过原位聚合将甲基丙烯酸甲酯(MMA)单体插入膨胀石墨层间,制备出以石墨层片为纳米分散相的导电复合材料.用红外光谱和X-射线衍射分析证实复合材料的合成,并讨论了石墨含量对复合材料的力学性能和导电性能的影响.     

纳米铜修饰多壁碳纳米管/石蜡相变驱动复合材料的制备及热性能

以油胺为分散稳定剂,在石蜡中热分解甲酸铜-碳纳米管复合物前驱体,单步制备了纳米铜修饰多壁碳纳米管(Cu-MWCNTs)/石蜡复合材料。通过XRD、TEM和DSC对Cu-MWCNTs/石蜡复合材料的物相、微观形貌及相变行为进行了表征和分析,并对其热敏性、热膨胀性和热稳定性及影响因素进行了分析研究。结果表明:纳米Cu原位沉积在MWCNTs外壁上,粒径为2~35nm。与纯石蜡相比,Cu-MWCNTs/石蜡复合材料的相变温度和相变潜热均明显降低。Cu-MWCNTs含量为0.2wt%的Cu-MWCNTs/石蜡复合材料具有较短的升温时间,体膨胀率降低较小,且多次加热后稳定性较好,可作为此类热敏微驱动器的理想材料。     

膨胀石墨/石蜡复合相变储能材料的制备与性能研究

以膨胀石墨为载体,石蜡为相变储能材料,制备了复合相变材料。由于膨胀石墨良好的吸附性能和毛细作用力,石蜡能稳定存在于膨胀石墨中。采用SEM、DSC和TG对复合相变材料进行表征,结果表明:膨胀石墨吸附石蜡后仍能保持原来疏松多孔的蠕虫状,稳定吸附倍率为17倍;复合相变材料的相变温度与石蜡相似,并具有较高的相变潜热。其储热时间较纯石蜡减少了66.7%～76.7%,放热时间减少82.2%。     

膨胀石墨/聚醚砜复合材料的制备及力学性能

采用微波辐射法制备了膨胀石墨(EG),将其作为增强相加入到聚醚砜(PES)基体中,利用溶液共混法和真空辅助模压成型工艺得到EG/PES复合材料,使用SEM、FTIR和XRD等分析手段表征了EG及其复合材料的微观结构和性能,并对复合材料的力学性能进行了测试。结果表明:PES分子插入到了EG片层内部,并且EG与PES分子之间产生了氢键作用;当EG含量为5.0%(质量分数)时,复合材料的拉伸和弯曲强度达到最大值,分别为94.6 MPa和146.7 MPa,较树脂基体提升了10.5%和7.3%;EG在PES基体内的分散性直接影响了复合材料的力学性能,嵌入到复合材料内部的EG不仅能够改变微观裂纹的走向,还能阻止其进一步蔓延和扩展,改善复合材料内部的应力分布情况。     

高能球磨制备SiC／Al复合材料的研究

采用高能球磨法制备了SiC／Al复合粉体,研究了制备SiC／Al复合粉体的成型工艺、SiC粒度和质量分数的变化对材料机械性能的影响,SiC／Al复合材料性能研究表明,SiC／Al复合材料的硬度及抗拉强度随SiC的粒度降低和质量分数的增加而增加,当16％SiC／Al时,复合材料的硬度和抗拉强度都达到最佳值,分别为95HB和248MPa。     

癸酸-棕榈酸-硬脂酸/膨胀石墨蓄能复合相变材料的制备与热性能研究

癸酸、棕榈酸、硬脂酸形成的三元低共熔物与膨胀石墨通过真空浸渍法制备出新型癸酸-棕榈酸-硬脂酸/膨胀石墨储能复合相变材料,适宜的质量比为m(癸酸)∶m(棕榈酸)∶m(硬脂酸)=77.0∶11.5∶11.5,m(癸酸-棕榈酸-硬脂酸)∶m(膨胀石墨)=13∶1。采用DSC、FT-IR、TG、SEM、冷热循环实验和蓄/放热实验研究了材料的结构和热性能。SEM和FT-IR分析结果表明低共熔物与膨胀石墨是通过物理吸附方式结合。DSC结果表明复合材料融化和凝固时的相变温度为28.93℃和16.32℃,相变潜热为137.38J/g和141.51J/g。TG结果表明复合相变材料在100℃以下具有良好的热稳定性。500次热循环和蓄/放热实验表明循环前后复合相变材料的热可靠性好,且使用寿命长。膨胀石墨的添加改善了复合材料的热性能和热导率。研究表明制备的新型复合相变材料具有合适的相变温度、较高的相变潜热和热导率,热性能稳定可靠,可用于低温蓄能领域。     

纳米铜粉/石蜡复合相变储能材料的性能研究

针对石蜡作为固-液相变储能材料存在导热系数小、传热性能差的缺点,利用两步法制备了分散均匀稳定的纳米铜粉/石蜡复合相变材料,并研究了其热物性能。研究表明,纳米铜粉的加入能略微降低石蜡相变储能材料的相变潜热,对相变温度的影响不大,但能有效提高石蜡相变储能材料的导热系数,且使纳米铜粉/石蜡复合相变材料具有较好的热稳定性。     

膨胀石墨/石蜡复合相变材料相变过程的热分析

利用膨胀石墨的层状结构及其高热导率制备了膨胀石墨/石蜡复合相变储能材料。采用层状复合材料的热传导模型,通过ANSYS软件对膨胀石墨/石蜡复合相变材料的相变过程进行数值模拟。结果表明,与纯石蜡相变材料相比,膨胀石墨/石蜡复合相变材料中加入膨胀石墨的强化传热性能效果很显著。     

High‐Performance Thermally Conductive Phase Change Composites by Large‐Size Oriented Graphite Sheets for Scalable Thermal Energy Harvesting

Efficient thermal energy harvesting using phase‐change materials (PCMs) has great potential for cost‐effective thermal management and energy storage applications. However, the low thermal conductivity of PCMs (K_PCM) is a long‐standing bottleneck for high‐power‐density energy harvesting. Although PCM‐based nanocomposites with an enhanced thermal conductivity can address this issue, achieving a higher K (>10 W m^?1 K^?1) at filler loadings below 50 wt% remains challenging. A strategy for synthesizing highly thermally conductive phase‐change composites (PCCs) by compression‐induced construction of large aligned graphite sheets inside PCCs is demonstrated. The millimeter‐sized graphite sheet consists of lateral van‐der‐Waals‐bonded and oriented graphite nanoplatelets at the micro/nanoscale, which together with a thin PCM layer between the sheets synergistically enhance K_PCM in the range of 4.4–35.0 W m^?1 K^?1 at graphite loadings below 40.0 wt%. The resulting PCCs also demonstrate homogeneity, no leakage, and superior phase change behavior, which can be easily engineered into devices for efficient thermal energy harvesting by coordinating the sheet orientation with the thermal transport direction. This method offers a promising route to high‐power‐density and low‐cost applications of PCMs in large‐scale thermal energy storage, thermal management of electronics, etc.     

石墨/TiO2复合光催化剂的制备和性能

以石墨和纯的TiO₂为原料,采用球磨工艺制备了石墨/TiO₂复合光催化剂。使用XRD、SEM、TEM、XPS和DRS等手段对其性能进行了表征。以甲基橙为模拟污染物,研究了石墨掺入量、球磨时间对复合光催化剂光催化活性的影响。结果表明,石墨/TiO₂复合光催化剂具有锐钛矿结构,球磨后TiO₂(101)面的衍射峰宽化并右移,TiO₂成为200 nm左右的不规则球状颗粒,在其表面均匀分布着石墨。TiO₂晶粒的Ti-O键的结合能变高,且表面有缺陷产生,使其在可见光区具有显著的吸收。石墨掺入量为5%、球磨时间为12 h的石墨/TiO₂样品对甲基橙具有优异的光催化降解效果,在70 min的降解时间内甲基橙的降解去除率可达95.08%。石墨/TiO₂复合光催化剂的光催化反应速率常数k为0.043035 min^-1,是纯TiO₂的2.64倍。