發(fā)布時間：2020-11-19 06:25

　　 相變儲熱技術(shù)在太陽能熱利用、工業(yè)與民用節(jié)能等領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用前景。與其他種類的相變材料相比,水合無機(jī)鹽相變材料具有相變焓值大、種類豐富、廉價易得、安全無毒等優(yōu)勢,受到了極大的關(guān)注。儲熱材料在實(shí)際應(yīng)用過程中通常需采用金屬材料封裝或采用金屬管進(jìn)行換熱,而水合無機(jī)鹽存在腐蝕性,因此在實(shí)際應(yīng)用前對不同相變材料與金屬之間的腐蝕特性進(jìn)行研究具有重要意義。針對儲熱式太陽能熱水器的應(yīng)用,本課題組前期制備出相變溫度為65℃左右的新型六水氯化鎂-十二水硫酸鋁銨混合鹽相變材料。三水醋酸鈉則是常見的相變材料,其相變溫度為58℃左右,在儲熱式熱泵熱水器中具有應(yīng)用前景。將水合無機(jī)鹽相變材料與膨脹石墨進(jìn)行復(fù)合,既可以有效地提高水合無機(jī)鹽相變材料的熱導(dǎo)率,又可降低其過冷度,從而改善相變材料的熱物性。但關(guān)于水合無機(jī)鹽/膨脹石墨復(fù)合相變材料對金屬材料的腐蝕性仍缺乏相關(guān)研究。對于六水氯化鎂-十二水硫酸鋁銨混合鹽相變材料及其膨脹石墨復(fù)合相變材料,選取了6061鋁合金、H62黃銅、T2紫銅和304不銹鋼四種常見金屬材料為對象,系統(tǒng)研究了在高于相變溫度的恒溫條件下以及在高低溫冷-熱循環(huán)條件下相變材料對金屬材料的腐蝕特性。實(shí)驗(yàn)時間為30天,每5天取樣對腐蝕金屬進(jìn)行表觀檢查和質(zhì)量稱量,實(shí)驗(yàn)結(jié)束后對腐蝕樣品進(jìn)行SEM觀察、XRD測試和元素分析。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,六水氯化鎂-十二水硫酸鋁銨混合鹽相變材料的腐蝕性很強(qiáng),與膨脹石墨復(fù)合后極大地改善了混合鹽相變材料對金屬的腐蝕性,但鋁合金、黃銅和不銹鋼仍被明顯腐蝕,只有紫銅可以與高低溫-冷熱循環(huán)條件下的復(fù)合相變材料小心地長期使用�；旌消}相變材料與鋁合金發(fā)生的主要是化學(xué)腐蝕,與黃銅和不銹鋼接觸時化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕都有發(fā)生,與紫銅接觸時主要發(fā)生的是電化學(xué)腐蝕。腐蝕產(chǎn)物以金屬氧化物為主,此外還在鋁合金表面生成了水合氫離子明礬,在黃銅和紫銅表面生成了氯化亞銅。對于三水醋酸鈉及其膨脹石墨復(fù)合相變材料,針對熱泵熱水器中金屬傳熱管的應(yīng)用,分別選擇鋁合金管、噴砂氧化鋁合金管、紫銅管和鍍錫銅管為對象,也研究了恒溫及高低溫冷-熱循環(huán)條件下的腐蝕特性。通過對金屬的腐蝕速率計算、金屬表面微觀變化、表面產(chǎn)物分析等手段,獲得了三水醋酸鈉及其膨脹石墨復(fù)合相變材料對實(shí)驗(yàn)金屬管材料的腐蝕特性。結(jié)果表明,三水醋酸鈉及其復(fù)合相變材料謹(jǐn)慎地長期使用,噴砂氧化鋁合金管、銅管、鍍錫銅管可以與循環(huán)狀態(tài)下的復(fù)合相變材料長期使用,在其他情況下長期使用時要小心。
【學(xué)位單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TB34;TK515
【部分圖文】：

華南理工大學(xué)碩士學(xué)位論文將所有金屬、PP 塑料盒和混合鹽相變材料在 85 ℃烘箱中預(yù)熱，將融化的混合鹽相變材料倒入 PP 塑料盒中，再將金屬片分別置于相變材料中，繼續(xù)加入相變材料使金屬片被完全浸沒�？紤]到實(shí)際應(yīng)用過程中相變材料并不會接觸空氣因此將塑料盒密封，再分別置于烘箱和高低溫循環(huán)箱內(nèi)，烘箱溫度恒定為 85 ℃，高低溫循環(huán)箱的循環(huán)溫度區(qū)間為 20-95 ℃。分別于第 5、10、15、20、25、30 天取出，用蒸餾水和丙酮清洗去除表面附著的相變材料和其他污垢，干燥后稱量質(zhì)量并記錄。然后重新置于相變材料中繼續(xù)實(shí)驗(yàn)。取液態(tài)混合鹽相變材料腐蝕 30 日后的樣品進(jìn)行電鏡觀察，分析元素組成，進(jìn)行 XRD 測試，研究其表面結(jié)構(gòu)和腐蝕產(chǎn)物。實(shí)驗(yàn)流程見圖 3-2。

溫度區(qū)間為 20-95 ℃。分別于第 5、10、15、20、25、30 天取出，用蒸餾水和丙酮清洗去除表面附著的相變材料和其他污垢，干燥后稱量質(zhì)量并記錄。然后重新置于相變材料中繼續(xù)實(shí)驗(yàn)。取液態(tài)混合鹽相變材料腐蝕 30 日后的樣品進(jìn)行電鏡觀察，分析元素組成，進(jìn)行 XRD 測試，研究其表面結(jié)構(gòu)和腐蝕產(chǎn)物。實(shí)驗(yàn)流程見圖 3-2。圖 3-1 初始樣品圖（a 6061 鋁合金，b H62 黃銅，c T2 紫銅，d 304 不銹鋼）Figure 3-1 Samples before corrosion（a 6061 aluminum alloy, b H62 Brass, c T2 Copper, d 304 Stainless steel）金屬片

圖 3-3-1 在液態(tài)混合鹽相變材料中腐蝕不同時間的樣品對比圖（A-G 依次為腐蝕 0、5、10、15、20、25、30 日后的樣品）igure 3-3-1 Comparison of samples treated in liquid mixture PCM after different t（A-G are samples corroded after 0, 5, 10, 15, 20, 25, 30 days）圖 3-3-2 在冷熱循環(huán)混合鹽相變材料中腐蝕不同時間的樣品對比圖
【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 潘旭東;王向明;;循環(huán)水中氯離子控制及對不銹鋼腐蝕機(jī)理探討[J];工業(yè)水處理;2013年03期

2 黃保軍;蔡金陽;閆玲玉;鄭直;;相變溫度可調(diào)的水合鹽相變材料的仿生合成及熱學(xué)性能研究[J];化工新型材料;2013年02期

3 葉鋒;曲江蘭;仲俊瑜;王彩霞;孟立靜;楊軍;丁玉龍;;相變儲熱材料研究進(jìn)展[J];過程工程學(xué)報;2010年06期

4 包月霞;;金屬腐蝕的分類和防護(hù)方法[J];廣東化工;2010年07期

5 王耀堂;羅慧英;劉振印;;廣州亞運(yùn)城太陽能熱水集熱系統(tǒng)關(guān)鍵設(shè)計參數(shù)分析與取值[J];給水排水;2010年04期

6 陳曉明;羅清海;張錦;柳建祥;王衍金;;太陽能熱水器與居住建筑熱水節(jié)能[J];煤氣與熱力;2010年02期

7 張正國,文磊,方曉明,邵剛,黃弋峰;復(fù)合相變儲熱材料的研究與發(fā)展[J];化工進(jìn)展;2003年05期

8 陳愛英,汪學(xué)英,曹學(xué)增;相變儲能材料的研究進(jìn)展與應(yīng)用[J];材料導(dǎo)報;2003年05期

9 王華,何方,胡建杭,包桂蓉,馬文會;燃料工業(yè)爐用陶瓷與熔融鹽復(fù)合蓄熱材料的制備[J];工業(yè)加熱;2002年04期

10 張仁元;柯秀芳;李愛菊;;顯熱/潛熱復(fù)合儲能材料的研究[J];新能源;2000年12期

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前4條

1 喬英鈞;水合鹽低共熔相變儲能材料的制備與性能研究[D];中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院青海鹽湖研究所);2018年

2 何志興;中低溫工業(yè)煙氣余熱回收的相變儲能換熱器研究[D];中南林業(yè)科技大學(xué);2017年

3 向歡歡;三水合乙酸鈉復(fù)合相變儲熱材料的制備與熱物性研究[D];廣東工業(yè)大學(xué);2016年

4 謝豪;相變蓄熱蒸發(fā)型空氣源熱泵控制策略研究[D];太原理工大學(xué);2016年

本文編號：2889824