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低場核磁共振技術(shù)在無機相變材料中的應(yīng)用
更新時間:2024-05-08   點擊次數(shù):466次

低場核磁共振技術(shù)無機相變材料的應(yīng)用

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無機相變材料(Inorganic Phase Change Materials, IPCMs)因其高潛熱儲存能力和良好的熱物理性能,在儲能和溫度控制領(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,它們在相變過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),在加熱時會失去結(jié)晶水,而在冷卻時重新吸收水分,這一過程伴隨著顯著的熱能吸收和釋放。然而,無機水合鹽在多次加熱-冷卻循環(huán)后容易出現(xiàn)相分離現(xiàn)象,這會降低其儲能效率和熱傳導(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。無機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的溫度時才開始結(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)分析是理解無機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),可以精確測量無機水合鹽中結(jié)晶水的狀態(tài)及其在相變過程中的熱效應(yīng)。

 

低場核磁共振技術(shù)的應(yīng)用

低場核磁共振(LF-NMR)技術(shù)在無機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)還可以用來評估材料的交聯(lián)密度、相容性/分散性/穩(wěn)定性以及相轉(zhuǎn)變溫度等。

 

VTMR20-010V-I 

核磁共振變溫分析儀

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無機相變材料,尤其是結(jié)晶水合鹽,因其高儲能密度而備受關(guān)注。盡管存在相分離等挑戰(zhàn),但通過材料設(shè)計和改性,以及低場核磁共振技術(shù)的應(yīng)用,可以有效克服這些難題。隨著對無機相變材料的深入研究和優(yōu)化,它們在儲能調(diào)溫材料領(lǐng)域中的應(yīng)用前景將更加廣闊。


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