無(wú)機(jī)相變材料(Inorganic Phase Change Materials, IPCMs)因其高潛熱儲(chǔ)存能力和良好的熱物理性能，在儲(chǔ)能和溫度控制領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大潛力。這些材料通常包括結(jié)晶水合鹽和鹽類，它們?cè)谙嘧冞^程中可以吸收或釋放大量的熱能。
結(jié)晶水和鹽的相變特性
結(jié)晶水合鹽，如硫酸鈉(Na2SO4·10H2O)和硫酸銅(CuSO4·5H2O)，在加熱時(shí)會(huì)失去結(jié)晶水，而在冷卻時(shí)重新吸收水分，這一過程伴隨著顯著的熱能吸收和釋放。然而，無(wú)機(jī)水合鹽在多次加熱-冷卻循環(huán)后容易出現(xiàn)相分離現(xiàn)象，這會(huì)降低其儲(chǔ)能效率和熱傳導(dǎo)性能。
相分離問題
相分離是指在相變過程中，由于不同相之間的密度差異，導(dǎo)致材料分層或分離。無(wú)機(jī)水合鹽的相分離通常與過冷現(xiàn)象有關(guān)，即材料在冷卻到低于其熔點(diǎn)的溫度時(shí)才開始結(jié)晶。解決相分離的方法包括添加成核劑、使用振動(dòng)法、采用“淺盤"容器法等。
水相態(tài)分析
水相態(tài)分析是理解無(wú)機(jī)相變材料中水分行為的關(guān)鍵。通過熱重分析(TGA)和差示掃描量熱法(DSC)，可以精確測(cè)量無(wú)機(jī)水合鹽中結(jié)晶水的狀態(tài)及其在相變過程中的熱效應(yīng)。
低場(chǎng)核磁共振技術(shù)的應(yīng)用
低場(chǎng)核磁共振(LF-NMR)技術(shù)在無(wú)機(jī)相變材料的研究中發(fā)揮著重要作用。LF-NMR能夠提供材料孔隙結(jié)構(gòu)、孔隙度和孔隙大小分布的信息，這些信息對(duì)于優(yōu)化相變材料的熱傳導(dǎo)性能至關(guān)重要。此外，LF-NMR技術(shù)還可以用來(lái)評(píng)估材料的交聯(lián)密度、相容性/分散性/穩(wěn)定性以及相轉(zhuǎn)變溫度等。
核磁共振變溫分析儀
無(wú)機(jī)相變材料，尤其是結(jié)晶水合鹽，因其高儲(chǔ)能密度而備受關(guān)注。盡管存在相分離等挑戰(zhàn)，但通過材料設(shè)計(jì)和改性，以及低場(chǎng)核磁共振技術(shù)的應(yīng)用，可以有效克服這些難題。隨著對(duì)無(wú)機(jī)相變材料的深入研究和優(yōu)化，它們?cè)趦?chǔ)能調(diào)溫材料領(lǐng)域中的應(yīng)用前景將更加廣闊。
