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随着全球工业的迅猛发展和人民生活水平的提高,以及人类对能源的大量开发和利用,能源问题越来越为人们所关注。为此,开发和利用先进的节能技术已显得尤为重要。储能研究是缓解能源供给与需求失配的一种重要措施。能源是人类社会的生存与发展休戚相关的。新能源及新能源材料是这两大技术的重要组成部分,对我国发展尤为重要。这是因为我国的工农业生产还要继续快速发展,众多人口的生活水平及生活质量的提高也都要消耗大量的能源;另一方面我国环境的污染情况也待治理。因此,发展新能源及新能源材料是我国进入21世纪必须解决的重大课题。 目前,热能的储存一般分为显热式储能和潜热式储能。潜热储热一般具有蓄热量较大,化学稳定性好等优点,但相变化时液固两相界面处的传热效果差。显热储热一般具有机械稳定性好、方便等优点,但蓄热量较小,并且很难保持在一定的温度下进行吸热和放热等特点。因而单一介质材料在工业的应用就受到限制。理想的蓄热材料应满足这样的一些条件:蓄热密度大,传递性能良好,体积变化小,不存在过冷的问题,化学性稳定,既安全又经济,并且容易从自然界获得或者人工开发。 提高蓄热系统的相变速率、热效率、储热密度和长期稳定性是目前面临的重要课题。本文在综述了大量参考文献的基础上,制定了一套生产一种新型高性能复合蓄热材料的制备工艺,并进行了一系列实验研究。 成功地制备了以泡沫金属镍为基体和熔融盐复合形成新型高性能复合蓄热材料。泡沫金属镍具有传热性能好,熔融盐具有蓄热量大、化学稳定性好等优点。从而这种新型复合蓄热材料既克服了潜热贮能材料在相变时液固两相界面处的传热效果差和显热贮能材料蓄热量小及很难保持在一定的温度下进行吸热和放热等缺点,又兼备了固体显热蓄热材料和潜热材料两者的优点。 用扫描电镜(SEM),X射线衍射分析(XRD),以及差热差重分析(TG-DTA)等手段对复合蓄热材料的结构与性能进行研究。通过实验改变不同的体系组成、复合温度、复合时间等条件,探讨了各种条件的改变对实验过程和结果的影响。确定了制各新型高性能复合蓄热材料的优化条件,设计了最佳制备工艺。 用X衍射物相分析来检测这种新型相变蓄热复合材料的成品中是否发生化学反应。测试结果表明样品中的主要成分还是金属镍和熔融盐,这与预期的效果相一致。用扫描电镜(SEM)对样品进行分析可以看出熔融盐比较均匀充分地分布在多孔质网状结构金属镍基体中。当温度超过熔融盐的熔点时,熔融盐熔化而吸收潜热,且因毛细管张力作用而不会流出。并且金属骨架把相变熔融盐分成无数个微小的蓄热单元,这种微小的蓄热单元在吸热和放热过程中就不会存在传热恶化