三水合乙酸钠复合相变材料的循环特性研究

摘要

三水合乙酸钠单位体积潜热约为同熔点下石蜡的2倍,但是具有严重的相分离和高过冷度,限制了其使用.本工作设计了一种使用半导体热电制冷片的循环测试装置,大幅缩短了循环实验周期,以用来研究三水合乙酸钠的循环特性.在过冷度稳定性探究中,通过添加十二水合磷酸氢二钠和纳米氧化铝为成核剂,以及羧甲基纤维素钠为增稠剂,进行了 0～500次循环测试.实验结果表明该复合材料在高循环后仍然可以有效的自发成核,并保持相对稳定的过冷度.在潜热稳定性探究中,通过三水合乙酸钠相图分析发现无水乙酸钠在水中的低溶解度是使其相分离的主要原因.为了降低复合相变材料潜热损失,通过增大十二水磷酸氢二钠含量以适当降低无水乙酸钠与结合水比例.结果表明,在500次循环后复合相变材料平均过冷度约为5～8°C,相变潜热与初始时大致相等,能够保持稳定.本研究为三水合乙酸钠的应用提供了参考,同时半导体热电制冷片的循环测试装置也可以用于其他相变材料循环特性研究.