【引言】

在儲熱應用中使用相變材料與顯式儲熱材料的主要區(qū)別在于儲熱溫度范圍小，相變溫度恒定。該特性用于特定的應用程序，如Ko?ny所描述的構(gòu)建應用程序。由于有機PCMs通常具有較低的熱導率，因此有必要對小樣品進行標準化的DSC測量方法進行研究，以確定測量結(jié)果是否對后期的儲熱系統(tǒng)設計具有代表性。

【成果介紹】

本文討論了基于熱分析的方法來評價有機相變材料的比熱容、相變焓、熱循環(huán)穩(wěn)定性和熱導率。對圓盤式熱流差示掃描量熱儀(hf-DSC)的校準程序進行了比較，并根據(jù)有機PCMs的低熱導率調(diào)整了應用的加熱速率。對基于“激光閃光分析”(LFA)和“瞬態(tài)熱橋”方法(THB)在固體和液體狀態(tài)下的熱導率測量進行了評估。LINSEIS THB 100動態(tài)測量系統(tǒng)用于根據(jù)瞬態(tài)熱橋（THB）方法測量熱導率。結(jié)果表明，圓盤式hf-DSC是一種測量有機PCM比熱容、熔化焓和循環(huán)穩(wěn)定性的有效方法，前提是溫度和靈敏度校準與待測材料和量相適應。與液態(tài)THB相比，LFA方法在固態(tài)條件下的熱擴散系數(shù)可重復和重現(xiàn)，制備樣品的難度高。兩種方法的熱導率結(jié)果在液相中存在較大偏差，有待進一步的實驗驗證。

【圖文導讀】

圖1：與蓄熱應用中不同可能的相變材料的質(zhì)量和體積相關的比熔融焓概述。

圖2：（a） ：圓柱形固體樣品（左）和石墨涂層（右）；（b） ：裝有樣品和蓋子的鋁制液體容器（左），底部為石墨涂層（右）；（c） ：內(nèi)有樣品、外有鋼支架的聚醚醚酮環(huán)（左），并與石墨涂層的聚醚醚醚環(huán)上下側(cè)的鋼板組裝（右）。

圖3：（a） ：制備兩個樣品塊（左），并將箔傳感器放置在具有規(guī)定接觸壓力的塊之間（右）；（b） ：在熔爐中熔化PCM（左），并將傳感器放入液體中（右）。

圖4：（a）：熔融Tei,m的外推初始溫度（b）：根據(jù)熔融焓（c）評估的靈敏度S（T）：根據(jù)藍寶石測量評估的靈敏度S(T)（d）：根據(jù)熱量和熱流校準進行的靈敏度比較。

圖5：（a） ：概述β=0.25 K/min的App. cp(T)（b）：詳細查看β=0.25 K/分的App. cp(T)（c）：概述β=10 K/min的App. cp(T)（d）：詳細查看β=10 K/min的App. cp(T)。

圖6：（a） ：使用液體容器和PEEK環(huán)形容器的純固體和液體樣品的熱擴散率LFA結(jié)果（b）：使用THB方法直接測量熱導率，并通過從LFA和DSC獲得的λ(T)=ρ(T)·cp(T)·a(T)計算熱導率。

【結(jié)論】

圓盤式hf-DSC是一種測量有機相變材料比熱容、熔化焓和循環(huán)穩(wěn)定性的有效方法。為了獲得準確的測量結(jié)果，系統(tǒng)的校準和加熱速率必須與被測材料和被測數(shù)量相適應。LFA法對固相熱擴散系數(shù)的測定結(jié)果具有重復性和可重復性，但對樣品制備需要付出更高的努力。在液相條件下，THB樣品制備簡單，測定結(jié)果重復性和再現(xiàn)性好。液相中的熱導率結(jié)果必須通過對兩種體系的進一步實驗來驗證。