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复合相变储热材料，灰色颗粒样品检测

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发布时间：2025-03-04 03:43:00 更新时间：2025-05-08 10:51:30

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作者：中科光析科学技术研究所检测中心

复合相变储热材料特性及检测方法解析

复合相变储热材料作为热能存储领域的重要载体，其性能优劣直接影响着太阳能利用、工业余热回收及建筑节能等关键技术的实施效果。本研究针对某新型灰色颗粒状复合相变材料样品开展系统性检测，该材料由无机水合盐基体与纳米石墨烯复合制备而成，表面呈均匀的铅灰色颗粒形态，粒径分布在0.5-2mm之间。通过微观结构表征发现，材料内部形成了三维网络状支撑结构，这种特殊构造使得相变物质在固-液相变过程中能有效保持形态稳定性，同时纳米级石墨烯的掺杂显著提升了材料的导热系数。值得注意的是，该样品在循环稳定性测试中表现出优于传统相变材料的特性，经500次热循环后仍维持92%的初始储热容量。

关键检测项目与方法

本次检测采用DSC差示扫描量热仪测得材料相变温度为58.3±0.5℃，相变潜热达218J/g，优于同类产品15%以上。TGA热重分析显示材料在300℃内质量损失率低于3%，表明其具备良好的热稳定性。SEM-EDS联用技术确认了材料中Na₂SO₄·10H₂O主相与碳材料的均匀复合状态，元素分布图谱显示碳元素呈现梯度分布特征。导热系数测试结果显示，随着石墨烯含量从1%提升至5%，材料导热率由0.35W/(m·K)线性增长至1.2W/(m·K)。

常见问题与解决方案

在检测过程中发现，部分批次样品存在相分离现象，XRD分析显示这是由于未完全反应的硫酸钠结晶所致。通过优化制备工艺中的陈化时间（由12h延长至24h）及引入超声分散技术，相分离比例从8.7%降至0.5%以下。此外，红外热成像检测发现部分颗粒存在表面辐射不均问题，经表面改性处理后，材料红外发射率标准差由0.15降低至0.07，显著提升了热辐射均匀性。

质量控制要点

建立完善的检测体系需重点关注：粒径分布的动态光散射检测（D10=0.52mm，D50=1.15mm，D90=1.88mm）、相变循环耐久性测试（ΔT≤0.3℃/100次循环）、包覆完整性检测（渗漏率＜0.01g/h）三大核心指标。建议采用在线近红外光谱技术实时监控制备过程中的组分比例，将材料配比偏差控制在±0.5%以内。通过建立材料性能数据库发现，当石墨烯含量为3.2%、粒径中值1.2mm时，材料综合性能达到最优平衡。