导　　师： 崔宏志

授予学位： 硕士

作　　者： (）;

机构地区： 深圳大学

摘　　要： 由于相变材料(Phase Change Materials,PCMs)具有储能密度大和蓄放热过程近似等温等优点,因此,它常被用于存储或者释放热能。将固-液相变材料与水泥基材料复合,可制备出结构-功能一体化相变储能水泥基材料,将其应用于建筑中,可显著提高建筑的蓄热能力,提升建筑对太阳能等可再生能源的利用效率,降低建筑能耗。但目前研究显示,由于相变材料强度低,水泥基材料在添加相变组分后,会导致相变储能水泥基复合材料的力学性能大幅度地下降。此外,由于相变材料自身导热系数较低,从而影响了相变水泥基复合材料的传热效率,影响复合材料其在建筑中的应用效果。基于提升力学性能和导热性这两个目的,本课题从制备既具有高效的相变储能功能又具有良好的力学性能的结构-功能一体化的建筑材料这一出发点,开展了以下的研究工作:(1)率先开展利用高导热性的膨胀石墨(expanded graphite)和多层石墨烯片(graphene sheets)作为定型载体材料制备兼顾力学性能的水泥基复合相变材料;(2)创新性地将不同尺度的纳米二氧化硅颗粒和宏观碳纤维复合使用,研究纳米二氧化硅和碳纤维对相变微胶囊水泥基材料的力学性能和热工性能的强化作用机理;(3)基于基材增强的目的,率先研究氧化石墨烯(graphene oxide,GO)对水泥基材料性能的强化机理,进一步探索氧化石墨烯对储能水泥基材料的力学性能和热工性能的影响规律。基于本研究的实验结果,可得到以下主要结论:(1)以多孔碳基材料(膨胀石墨和工业级多层石墨烯)作为支撑材料,以石蜡为相变材料,可制备出具有极高潜热值的定形相变材料。差示扫描分析(DSC)计算出膨胀石墨/石蜡和工业级多层石墨烯/石蜡的潜热值分别为152.8 J/g和51.84 J/g。测试结果显示,本研究所制备的定形相变材料各组分之间彼此是物理复合,无化学反应发生,并且�

关 键 词： 膨胀石墨 石墨烯 定形相变材料 相变微胶囊 水泥基材料 纳米二氧化硅 碳纤维 氧化石墨烯

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