發(fā)布時間：2020-11-19 06:25

　　 相變儲熱技術在太陽能熱利用、工業(yè)與民用節(jié)能等領域具有廣泛應用前景。與其他種類的相變材料相比,水合無機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,受到了極大的關注。儲熱材料在實際應用過程中通常需采用金屬材料封裝或采用金屬管進行換熱,而水合無機鹽存在腐蝕性,因此在實際應用前對不同相變材料與金屬之間的腐蝕特性進行研究具有重要意義。針對儲熱式太陽能熱水器的應用,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用前景。將水合無機鹽相變材料與膨脹石墨進行復合,既可以有效地提高水合無機鹽相變材料的熱導率,又可降低其過冷度,從而改善相變材料的熱物性。但關于水合無機鹽/膨脹石墨復合相變材料對金屬材料的腐蝕性仍缺乏相關研究。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。實驗時間為30天,每5天取樣對腐蝕金屬進行表觀檢查和質(zhì)量稱量,實驗結束后對腐蝕樣品進行SEM觀察、XRD測試和元素分析。實驗結果表明,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,與膨脹石墨復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)生的主要是化學腐蝕,與黃銅和不銹鋼接觸時化學腐蝕和電化學腐蝕都有發(fā)生,與紫銅接觸時主要發(fā)生的是電化學腐蝕。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合相變材料,針對熱泵熱水器中金屬傳熱管的應用,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合相變材料對實驗金屬管材料的腐蝕特性。結果表明,三水醋酸鈉及其復合相變材料謹慎地長期使用,噴砂氧化鋁合金管、銅管、鍍錫銅管可以與循環(huán)狀態(tài)下的復合相變材料長期使用,在其他情況下長期使用時要小心。
【學位單位】：華南理工大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2019
【中圖分類】：TB34;TK515
【部分圖文】：

華南理工大學碩士學位論文將所有金屬、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]到實際應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)實驗。取液態(tài)混合鹽相變材料腐蝕 30 日后的樣品進行電鏡觀察，分析元素組成，進行 XRD 測試，研究其表面結構和腐蝕產(chǎn)物。實驗流程見圖 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)實驗。取液態(tài)混合鹽相變材料腐蝕 30 日后的樣品進行電鏡觀察，分析元素組成，進行 XRD 測試，研究其表面結構和腐蝕產(chǎn)物。實驗流程見圖 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】

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本文編號：2889824