pcm相变材料

PCM简介

相变材料(PCM - Phase Change Material)是指随温度变化而改变形态并能提供潜热的物质。相变材料由固态变为液态或由液态变为固态的过程称为相变过程，这时相变材料将吸收或释放大量的潜热。相变材料具有在一定温度范围内改变其物理状态的能力。以固－液相变为例，在加热到熔化温度时，就产生从固态到液态的相变，熔化的过程中，相变材料吸收并储存大量的潜热；当相变材料冷却时，储存的热量在一定的温度范围内要散发到环境中去，进行从液态到固态的逆相变。

相变材料应用方向

1、 节能建筑领域----相变储能建筑材料

相变储能建筑材料兼备普通建材和相变材料两者的优点，能够吸收和释放适量的热能；能够和其他传统建筑材料同时使用；不需要特殊的知识和技能来安装使用蓄热建筑材料；能够用标准生产设备生产；在经济效益上具有竞争性。
相变储能建筑材料应用于建材的研究始于1982年，由美国能源部太阳能公司发起。另欧美有多家公司利用PCM生产销售室外通讯接线设备和电力变压设备的专用小屋，可在冬夏天均保持在适宜的工作温度。此外，含有PCM的沥青地面或水泥路面，可以防止道路、桥梁、飞机跑道等在冬季深夜结冰。
目前，采用的相变材料的潜热达到200J/g甚至更高，而普通建材在温度变化1℃时储存同等热量将需要230倍相变材料的质量。因此，复合相变建材具有普通建材无法比拟的热容，对于房间内的气温稳定及空调系统工况的平稳是非常有利的。

2、医学和生物领域

温度敏感性生物医药制品的等温冷藏和运输：许多生物医药制品对于温度非常敏感，如疫苗，它们常常需要在低温条件下储存和运输，一旦环境温度超过其可承受的范围，将导致其失效。相变材料可以提供长时间稳定的低温环境，并且无需电源，尤其适合温度敏感性生物医药制品的运输过程。

物理医疗：传统上，医学热疗采用显热蓄热方法，如用加热的水和其它物质对患者的患病部位进行热疗，但因为显热蓄热密度偏低，为了增加放热时间常常导致温度过高，引起患者不适，甚至烫伤。而相变材料因为具有蓄热密度高、蓄/放热温度恒定等特定，采用相变材料进行热疗具有放热温度恒定、时间长的优点。

3、燃料电池温度控制

燃料电池启动需要一定的温度，因此在严寒的冬季，保持燃料电池一定温度对其再次启动非常重要。采用相变材料可以完成这一功能，利用相变材料蓄存燃料电池在使用过程的放出的热量。因为相变材料的蓄热密度非常高，并且其蓄热温度适当，热损失很小，可以将热量保持相当长的一段时间。在燃料电池再次启动时仍能保持足够的温度。

4、电子设备散热

电子产品的散热和热管理：在各种电子仪器设备中，产热和散热是令人关注的问题。随着电子设备向小型化、高集成化方向发展，该问题变得更为突出，如笔记本电脑的热耗散密度高达7000W/m 3。一方面产热密度直线上升，另一方面，可供散热的空间不断缩小，如果热量不能得到及时扩散开，导致微电路局部温升，将会影响电子设备的运行速度和使用寿命，因此，散热问题已成为电子设备进一步小型化和高性能化的障碍。相变材料利用其吸热特性可以用于电子产品内的温度控制，其显著的功能是能够平抑高功率电子器件的温度波动，起到保护电子器件的目的。相变材料可在电子芯片层次和电子设备层次引入，具有安静无噪音、不耗电、长期稳定性高、体积小和热舒适度高等优点。

自动化机柜温度控制：一些自动化机柜，如通信、天然气管线等控制机柜，处于露天环境，会受到外界环境温度波动的影响，同时其内部发热部件也会产生大量热量，这些都有可能导致机柜内部出现剧烈的温度波动，影响机柜的正常功能，因此需要对其进行必要的温度控制。采用相变材料可对机柜内温度波动进行有效控制，同时，相变材料技术无需电源，长期使用过程中无需维护，非常适合地理分布范围大的自动化机柜的温度控制。

5、纺织品领域----恒温面料

夏季降温（冬季保暖）服饰：将纳米相变储能复合材料微粉（微胶囊相变材料）加入纺织纤维中，制作具有储能功能的纺织纤维，采用这种纤维可以制作高级服饰。在冬季室内相变材料通过熔化可以吸收室内环境和人体散发的热量，出门时，相变材料又会通过凝固向服装内缓缓释放热量，可提供保暖功能。而在夏季，相变材料又可为人体降温。它可根据外界温度的变化，对人体皮肤表层做出相应的吸热或放热反应，从而使体表温度波动相对减小，进而提高舒适感/增强抵御恶劣环境的作用。

6、军事红外伪装和装甲车内温度控制

红外伪装：在军事建筑物外部，采用各种形式的相变材料，如涂料、砂浆、板材、织物等进行装饰，这些相变材料可以吸收建筑物内人员和设备产生的热量，保持建筑物温度不变，以避免建筑物被对方的红外传感器发现。

装甲车内温度控制：装甲车内热环境很差，热量难于及时排出，采用相变材料可以吸收这些热量，平抑车内温度，维持较为舒适的温度环境。

7、救生领域----矿用避难硐室、救生舱

将相变材料填装于设计好的救生舱中并配备一定的食品营养补给，放置于井下煤矿作业的固定地方。当发生意外时，作业人员快速进入相变救生舱，相变材料可提供一个舒适环境的作用，配备的食品延长了逃生人员的存活几率。同时，救生舱的固定位置也给营救节省了搜救时间，更有利营救的开展。

8、农业领域

将含水的相变材料胶囊与种子一起埋入土壤，以保证种子能够在沙漠等环境恶劣地区发芽生长。同时也可用于温室大棚，相变材料的吸热和放热功能，可以使白天和夜晚的棚内温度保持相对恒定，更好的促进农作物生长。

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