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相变储能石膏基材料制备及性能研究

作　者: 李乔明
导　师: 尚建丽
学　校: 西安建筑科技大学
专　业: 材料学
关键词: 微胶囊潜热相变材料相变循环耐久性相变储能石膏板
分类号: TB34
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

近年来,随着建筑业的迅猛发展,与之相应而产生的建筑能耗也日益增加,如何能将具有潜热功能的相变材料与建筑基体材料复合,并应用到建筑围护结构中,达到有效增加建筑物的蓄热性能,降低室内温度波动,提高舒适度目的,使建筑供暖或空调减少用能,实现建筑节能,有着非常重要的意义。本文首先以界面聚合法为手段,通过制备微胶囊相变材料,对其进行了热分析。在以建筑石膏作为绿色材料广泛应用的基础上,采用微胶囊与建筑石膏相复合的方法,制备了石膏基相变储能复合材料。利用电子扫描显微镜(SEM)、差示扫描量热仪(DSC)以及热重(TG)对此复合材料分别进行了形貌、储(放)热能力、耐久性以及热性能测试。结果表明,以石膏基为主,掺入适量微胶囊相变材料具有适宜的相变温度和一定的储(放)热能力,且热稳定性良好。其次,以石蜡为相变材料,采用浸泡法与建筑石膏相结合,试验研究了最佳浸制工艺条件,制备出石膏基相变储能复合材料。通过对其性能研究与测试后,发现该类石膏基相变材料,虽然具有适宜的相变温度和一定的储(放)热能力,但是耐久性较差,在相变循环过程中,出现渗漏,不利于在实际中应用。最后,为检验所制备的相变储能石膏基材料的实际储能效果,选择微胶囊掺入石膏制备的复合材料为研究对象,对制成的石膏板在模拟环境条件下进行了储能试验。结果表明,所研制的相变储能石膏板材具有较好的储能效果。并结合模拟试验的情况,对相变储能石膏板在实际使用中提出了优化措施。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-9
1 绪论  9-14
  1.1 课题背景及研究意义  9-11
    1.1.1 当前能源现状及环境问题  9
    1.1.2 我国建筑节能和建筑能耗  9-10
    1.1.3 建筑相变储能材料的提出及研究意义  10-11
  1.2 国内外有关建筑相变材料研究现状  11-13
    1.2.1 国外研究现状  11-12
    1.2.2 国内研究现状  12-13
  1.3 本论文主要研究内容  13-14
2 用于石膏建材中相变材料的分析  14-20
  2.1 相变材料种类  14-17
    2.1.1 固—固相变材料  14-15
    2.1.2 固-液相变材料  15-17
  2.2 相变材料的选取原则  17
  2.3 相变材料热物性测试方法  17-19
  2.4 本章小结  19-20
3 微胶囊相变石膏基建筑材料试验研究  20-37
  3.1 概述  20
  3.2 界面聚合法制备相变微胶囊及其性能试验  20-24
    3.2.1 试验原理  20-21
    3.2.2 试验原料及试验仪器  21-22
    3.2.3 微胶囊相变材料制备及形成机理  22-23
    3.2.4 微胶囊性能测试与分析  23-24
  3.3 微胶囊相变储能石膏基材料制备  24-32
    3.3.1 试验方案  24-25
    3.3.2 试验原材料和试验仪器  25-26
    3.3.3 试样制备  26-27
    3.3.4 性能测试与分析  27-28
    3.3.5 微胶囊相变材料与建筑石膏最佳配比试验  28-32
  3.4 相变储能石膏基建筑材料性能研究  32-36
    3.4.1 热物性测试  32
    3.4.2 形貌分析  32-34
    3.4.3 耐久性分析  34
    3.4.4 热重分析  34-36
  3.5 本章小结  36-37
4 浸泡法制取相变石膏基建筑材料的试验研究  37-44
  4.1 概述  37
  4.2 浸泡法理论及工艺条件的确定  37-40
    4.2.1 理论分析  37-38
    4.2.2 试验方案  38
    4.2.3 工艺条件确定  38-40
  4.3 相变储能石膏基建筑材料的制备及其性能研究  40-42
    4.3.1 制备过程  40-41
    4.3.2 相变储能石膏基建筑材料热性能表征  41-42
  4.4 本章小结  42-44
5 相变石膏基建筑材料的模拟应用试验研究  44-55
  5.1 概述  44
  5.2 模拟试验  44-49
  5.3 结果讨论与分析  49-50
  5.4 节能分析  50-53
    5.4.1 节能效率  50-51
    5.4.2 节能分析  51-53
  5.5 相变储能石膏板优化设计  53-54
    5.5.1 相变石膏板的厚度优化  53
    5.5.2 相变石膏板摆放位置的优化  53-54
    5.5.3 相变材料和建筑基体材料的结合方式优化  54
  5.6 本章小结  54-55
6 结论  55-56
  6.1 结论  55
  6.2 有待研究问题  55-56
致谢  56-57
参考文献  57-61
附录  61

相变储能石膏基材料制备及性能研究

内容摘要

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