[发明专利]一种泡沫碳/石蜡类相变复合材料及其封装方法

说明书

本发明公开了一种泡沫碳/石蜡类相变复合材料及其封装方法，涉及相变储能技术领域。该相变复合材料包括：泡沫碳和填充到所述泡沫碳孔隙中的石蜡，所述泡沫碳与所述石蜡的重量比为1：1.2～1：3.1；所述石蜡中的碳氢化合物质量分数大于98％，且所述碳氢化合物常温下为固体。所述封装方法包括：1、清洗容器、盖板和泡沫碳，2、填装泡沫碳，3、焊接盖板，4、灌装液态石蜡，5、密封灌装口，精加工。本发明的相变蓄热复合材料的导热系数高，传热性能好，可实现控制空穴位置的分布；采用真空电子束封焊灌装口，保证石蜡相变材料在容器腔体内的绝对密封。

技术领域

本发明涉及相变储能技术领域，尤其涉及一种泡沫碳/石蜡类相变复合材料及其封装方法。

背景技术

相变材料在相变过程中伴随着大量的相变潜热，能够吸收或释放大量的能量且相变过程近似等温，这一特性可以通过相变蓄热来实现对物体的温度控制，它在航空航天、太阳能利用、热能回收等领域有广泛的应用前景。目前，研究和寻找高蓄热密度、性能良好的相变材料是相变蓄热技术的关键。石蜡作为一种有机的相变材料，有相变潜热大、熔点范围大、化学性质稳定、几乎无过冷、无毒无腐蚀性等优点，因此石蜡具有作为相变材料应用存在极大潜力。然而石蜡类相变材料还存在以下不足：导热率低，导热系数在0.15W·m-1·K-1～0.35W·m-1·K-1之间；同时，又由于石蜡固液相密度不同，在相变过程中容易形成空穴，增加热阻、降低导热效率，安全性较低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种泡沫碳/石蜡类相变复合材料及其封装方法，从而解决现有技术中存在的前述问题。

为了实现上述目的，本发明所述泡沫碳/石蜡类相变复合材料，该相变复合材料包括：泡沫碳和填充到所述泡沫碳孔隙中的石蜡，所述泡沫碳与所述石蜡的重量比为1：1.2～1：3.1；所述石蜡中的碳氢化合物所占质量分数大于98％，且所述碳氢化合物常温下为固体。

优选地，所述常温下为固体的碳氢化合物包括正十八烷、正二十烷、正二十二烷、正二十四烷。

优选地，所述泡沫碳的孔隙率为75％～90％。

优选地，所述石蜡在所述泡沫碳孔隙中的填充率是95％～100％。

本发明所述封装泡沫碳/石蜡类相变复合材料的方法，所述方法按照下述步骤实现：

S1，将预先定制并用蒸馏水清洗容器、盖板和1重量份的泡沫碳，然后放入恒温烘箱中烘干；

S2，将泡沫碳平稳的压入容器中，直至泡沫碳的顶面与容器的顶面重合，在容器开口处扣上盖板；

S3，将盖板固定焊接到容器上；

S4，在真空的条件下，将1.2～3.1重量份的液体石蜡通过盖板开设的灌装孔填充入泡沫碳中；

S5，密封灌装口，得到相变蓄热容器粗体，对所述相变蓄热容器粗体精加工得到相变蓄热容器。

优选地，步骤S1中所述泡沫碳的外形与所述容器的内腔体相同，所述泡沫碳与所述容器过盈配合。

优选地，步骤S3中，采用电子束焊接方法，将盖板固定焊接到容器上。

优选地，步骤S5中，采用真空电子束焊接方法密封灌装口。

优选地，步骤S4中，真空灌装液体石蜡时的真空环境温度高于石蜡相变点温度至少50℃。

优选地，步骤S1中所述泡沫碳的孔隙率为75％～90％；步骤S5中所述相变蓄热容器中石蜡在泡沫碳孔隙中的填充率是95％～100％。

本发明的有益效果是：