相变材料微胶囊在建筑材料中的应用

复合芯材相变材料微胶囊的制备与应用相变材料是一种能够在特定温度范围内发生相变（液固相变或固气相变）的物质。

相变材料的应用领域广泛，包括热能储存、温度调节、传感器等。

然而，传统的相变材料在应用过程中存在一些问题，如低热传导性、材料的不稳定性等。

为了解决这些问题，研究人员开始研究。

复合芯材相变材料微胶囊是一种将相变材料包裹在微胶囊中的新型材料。

制备过程中，首先选择适合的相变材料，如蜡或聚合物等，然后将其包裹在微胶囊中。

微胶囊通常由聚合物材料制成，具有良好的稳定性和封装性。

制备完成后，复合芯材相变材料微胶囊可以在特定温度下释放相变材料的热量，实现温度调节或热能储存的功能。

复合芯材相变材料微胶囊具有许多优点。

首先，微胶囊的存在使得相变材料的热传导性能得到了显著提高。

相变材料微胶囊在相变时，热量可以通过微胶囊壁传导出来，从而提高了热传导效率。

其次，复合芯材相变材料微胶囊具有良好的稳定性，可以长时间保持相变材料的性能。

此外，由于微胶囊的封装性，相变材料不易受到外界环境的污染或影响。

复合芯材相变材料微胶囊的应用领域广泛。

在建筑领域，可以将复合芯材相变材料微胶囊应用于墙体、屋顶等位置，实现室温调节。

在电子领域，可以将复合芯材相变材料微胶囊应用于散热器或电池等位置，提高热传导性能。

在航天领域，可以将复合芯材相变材料微胶囊应用于太阳能电池板等位置，实现热能储存。

总之，复合芯材相变材料微胶囊是一种具有潜力的新型材料。

它不仅可以提高相变材料的热传导性能，还具有良好的稳定性和封装性。

在建筑、电子和航天等领域，复合芯材相变材料微胶囊都有着广阔的应用前景，为相关领域的发展提供了新的可能性。

相变储能材料及其在绿色建材领域的应用摘要：城镇化进程的全面推进使得城市土地资源的利用率不断提升，同时建筑的能耗也逐步增加。

当前阶段相变材料研究不仅是影响城市整体能源消耗状况的重要课题，同时与建筑材料的技术选择、复合应用也有着密切的关系。

相变储能类型的材料作为一种新型建材，具备节能性强、热性能好、体积小、密度高、储放能效率高、经济适用性强等方面的特点，能够满足建筑不同空间与时间上能量控制的需求。

在此基础上本文从变相储能建筑材质的应用特点出发，对其在绿色、节能建筑领域的应用进行具体探析。

关键词：节能地板；玻璃门窗；调温性能相变材料实质上是指通过物相的变化，在特定环境中吸收、释放能量从而实现储能、温度调节目的的材料类型。

现阶段，相变材料根据化学物质构成可以分为有机材料、无机材料以及混合材料三种，变相原理包括潜热储能与显热储能、化学反应。

使用变相材料的建筑在能耗控制方面有着显著的优势，是现阶段绿色建材技术研究的重点项目。

一、相变储能材料的主要应用特性相变材料相较于传统建筑材料在使用性能与经济性方面有着显著优势，是现阶段绿色建筑工程中常见的建材选择，主要的应用特性表现为：1、热性能相变材料在热性能方面可以在适合的熔点、温度环境中发生储能变化，具备良好的相变潜热性能，无论是处于固体还是液体形态导热率都高于普通材质。

因此在进行建材选择时，为保证相变材料的热性能能够有效的发挥出来，可以将其用于室内温度调控，一般选择相变点处于20-30℃的相变材料。

如果在建设太阳能储热设备工程中，选择相变点在60℃以上的材料进行蓄热，可以有效降低建筑能源的消耗，满足人们的基本建筑使用需求。

与此同时相变潜热性能与储热设备的体积、密度有着直接的关系，热性能越高材料体积越小。

而导热性能与材料储能、放能的效率呈正相关，导热性能越强，材质的能量控制效率越高。

2、物理性能相变储能材质的物理性能表现为高密度、蒸汽压低、体积变化率小。

材料密度高使得材料的体积相对较小，而在相变的过程中体积变化率低对封装容器的材质要求不高，经济成本降低。

浅谈相变储能在建筑材料的应用摘要：本文介绍相变储能建筑材料的理论基础，相变蓄热材料的分类，相变储能建筑材料研究现状及相变储能建筑材料应用前景。

关键词：相变储能材料建筑材料储能复合相变材料一、相变储能建筑材料理论基础相变储能材料的英文全称为Phase Change Materials，简称为PCM。

相变储能材料是指在一定的温度范围内，利用材料本身相态或结构变化，向环境自动吸收或释放潜热，从而达到调控环境温度的一类物质。

具体相变过程为：当环境温度高于相变温度时，材料吸收并储存热量，以降低环境温度；当环境温度低于相变温度时，材料释放储存的热量，以提高环境温度。

利用相变材料的相变潜热来实现能量的贮存和利用，可用于开发环保节能型复合材料。

通过将相变材料与建筑材料基体复合，可以制成相变储能建筑材料。

它是一种热功能复合材料，能够将能量以相变潜热的形式进行贮存，实现能量在不同时空位置之间的转换。

二、相变蓄热材料的分类相变储蓄材料分：低温相变储蓄材料、中温相变储蓄材料及高温相变储蓄材料。

1.低温相变蓄热材料低温相变储热材料又分为以下几类：（1）无机相变材料无机相变材料主要包括结晶水合盐、熔融盐、金属或合金。

结晶水合盐通常是中、低温相变蓄能材料中重要的一类,具有价格便宜,体积蓄热密度大,熔解热大,熔点固定,热导率比有机相变材料大,一般呈中性等优点。

（2）有机相变材料有机相变材料主要包括石蜡,脂肪酸及其他种类。

石蜡主要由不同长短的直链烷烃混合而成。

脂肪酸的性能特点与石蜡相似,大部分的脂肪酸都可以从动植物中提取,其原料具有可再生和环保的特点,是近年来研究的热点。

其他还有有机类的固-固相变材料,如高密度聚乙烯,多元醇等。

（3）复合相变材料材料的复合化可将各种材料的优点集合在一起,制备复合相变材料是潜热蓄热材料的一种必然的发展趋势。

（4）复合材料的支撑体目前,国内外学者研制的支撑材料主要有膨胀石墨、陶瓷、膨润土、微胶囊等。

相变储能材料在建筑方面的研究与应用摘要:随着建筑行业的向前发展，当前人们对于居住的要求也变得越来越高，对于居住条件的舒适性、安全性成为居民居住的主要考虑因素。

正因如此，智能化、生态化已经成为当前建筑材料发展的趋势。

相变储能材料作为传统建筑材料与相变材料复合而成的一中新型材料，由于其具有储能密度大、能够近似恒温下的吸放热而发展迅速。

另一方面，相变储能材料的应用可以保持环境舒适，节省采暖制冷所需能源而受到建筑界的欢迎。

本文将从多个方面对相变储能材料进行具体的分析，为后期的深入研究奠定基础。

关键词：建筑材料；相变材料；储能技术Energy storage materials research and application ofphase change in architectureAbstract：With forward the construction industry, the current requirement for people to live has become increasingly high, the comfort of living conditions, security has become a major consideration residents. For this reason, intelligent, ecological building materials has become the current trend of development. Phase change material as traditional building materials and phase change materials in a composite made of a new material, because of its large energy density, can be approximated under constant heat absorption and rapid development. On the other hand, application of energy storage phase change material can be kept comfortable, energy-saving heating and cooling needed and welcomed by the construction industry. This article from the multiple aspects of the phase change material specific analysis, to lay the foundation for further research later.Key words:construction materials; phase change material; energy storage technology在当今社会，能源和环境问题人类发展必须面对的两大问题。

相变材料的研究进展及其在建筑领域的应用综述内容提示：相变材料是相变物质与传统建筑材料复合而成的一种新型储能建筑材料,本文对相变材料的概念、相变材料的分类、相变材料的筛选和改进、相变材料的制备方法以及封装方法进行了阐述,同时论述了相变材料在建筑领域的应用,并提出了相变材料应用于建筑领域的发展方向。

延伸阅读：建筑材料建筑节能相变材料能源是人类社会生存和发展的血液,在电力供电引起的能源和环境危机越来越被人们关注的情况下,如何开发出新的绿色能源以及提高能源的利用率显得越发重要。

（参考《》）现阶段,人们关心比较多的新能源是太阳能,但是太阳能利用和废热回收存在时间和空间上的不匹配的问题。

相变储能材料可以从环境中吸收能量和向环境释放能量,较好地解决了能量供求在时间和空间上不匹配的矛盾,有效地提高了能量的利用率。

同时相变储能材料在相变过程中温度基本上保持恒定,能够用于调控周围环境的温度,并且能重复使用[1]。

相变储能材料的这些特性使得其在电力移峰填谷、工业与民用建筑和空调的节能、纺织品以及军事等领域有着广泛的应用前景。

1相变材料的研究进展1middot;1相变材料的分类相变材料是可将一定形式的能量在高于其相变温度时储存起来,而在低于其相变温度时释放出来加以利用的储能材料。

它主要由主储热剂、相变点调整剂、防过热剂、防相分离剂、相变促进剂等组分组成[2]。

相变材料种类很多,从所储能量的特点看,分为储热材料和储冷材料两类[2]。

从储能材料储能的方式看,可分为显热储能、潜热储能和化学反应储能3类[3]。

其中,潜热储能是利用相变材料的相变潜热来储热,储能密度大,储热装置简单、体积小,而且储热过程中储热材料近似恒温,可以较容易地实现室温的定温控制,特别适用于建筑保温节能领域[4]。

从蓄热的温度范围看,可分为高温、中温和低温3类。

高温相变材料主要是一些熔融盐、金属合金;中温相变材料主要是一些水合盐、有机物和高分子材料;低温相变材料主要是冰和水凝胶[5]。

浅谈相变材料在建筑领域的研究进展摘要：利用相变材料的潜热特性，可实现能量的存储和利用，因此在建筑节能领域有着巨大的应用潜力，得益于节能减排战略需求引领。

近年来，我国对于相变材料的研究逐渐拓展和丰富，相变储能技术也取得了长足的进步。

本文介绍了相变材料的分类，深入探讨了相变材料在建筑领域的研究进展。

关键词：相变材料、建筑领域、研究进展一、相变材料的分类相变材料按组分类型可分为无机PCM、有机PCM和复合PCM三类。

其中，无机PCM主要有结晶水合盐、熔融盐类（如氟化物、碳酸盐、硝酸盐、卤化物等）；有机类PCM主要包括饱和脂肪烃，酸、醇以及酯类，如石蜡、季戊四醇等；复合类PCM则是包含2种及以上同类或不同类PCM，可以有效由于可克服单一相变材料的缺点，还可提高相变焓值、导热率、耐热性等，应用最为广泛。

按照发生的相态分类，最常见的是固液相变材料和固固相变材料。

固-液相变材料是指材料在发生固相与液相的相互转变时伴随热量的吸收和释放；而固-固相变材料是指固体发生晶格结构改变而放热或吸热。

固-液相变材料一般价格更低廉，相变循环和可逆性好，在建筑节能领域应用最广。

二、相变材料在建筑领域的研究进展（一）相变储能砂浆在由水泥、细骨料和外加剂等组成的砂浆基体中添加含复合相变材料的功能填料，经过配方优化后可制成相变储能砂浆，具有储能调温效果。

具体表现为，当白天太阳照射温度较高时，砂浆中的相变功能组分发生相变，热量经过围护结构传递时，被相变储能砂浆阻挡和吸收，因此传递到室内的热量大大削减，室内升温速度减慢；同理，当晚上室内寒冷时，砂浆中的相变功能组分发生相变，可将白天储存的热量释放到外界环境。

室内环境温度变动幅度减小，即可起到节能效果。

兰州交通大学、中国科学院西北生态环境资源研究院、中国电建集团贵阳勘测设计研究院有限公司联合开发了一种新型相变储能砂浆。

首先用微波煅烧法制备石蜡/膨胀石墨相变材料，并通过对相变材料、水泥、砂、减水剂等各组分的复合工艺设计，制备出的相变砂浆克服了用于寒区建筑体的传统砂浆强度低、相变时易应力开裂、热焓值低等缺点。

第 12 卷第 12 期2023 年 12 月Vol.12 No.12Dec. 2023储能科学与技术Energy Storage Science and Technology新型相变储能材料在建筑工程中的应用鞠杰1，陈瑞芳2，魏钢3（1河南应用技术职业学院，河南郑州450042；2郑州城市职业学院，河南郑州452370；3中建六局华北建设有限公司，北京100037）摘 要：相变储能材料是一类利用在某一特定温度下发生物理相态变化以实现能量存储和释放的储能材料，具有储热密度高、放热速率快、蓄热温度分布均匀等优点。

在建筑工程应用中，它可以有效降低建筑结构中的温度波动，达到节能减排的目的。

为了提高新型相变储能材料在建筑工程中的应用成效，本文对基于淀粉、纤维素、木质素为载体的新型相变储能材料特性展开研究，对其在屋顶隔热、墙体保温、玻璃暖房、太阳能光伏发电等领域的应用也进行了分析，还对其未来的发展方向提出了展望和见解。

希望能更好地促进新型相变储能材料与其他建筑节能技术相结合，进一步提升相变储能材料的应用范围和应用效果。

关键词：相变储能材料；节能环保；淀粉；纤维素；木质素；建筑工程doi： 10.19799/ki.2095-4239.2023.0810中图分类号：TK 01 文献标志码：A 文章编号：2095-4239（2023）12-3883-03Application of new phase change energy storage materials inbuilding engineeringJU Jie1, CHEN Ruifang2, WEI Gang3(1Henan Vocational College of Applied Technology, Zhengzhou 450042, Henan, China; 2Zhengzhou City Vocational College, Zhengzhou 452370, Henan, China; 3North China Construction Co., Ltd., China Construction Sixth Bureau,Beijing 100037, China)Abstract:Phase change energy storage materials is a type of energy storage materials that utilize physical phase changes at a specific temperature to achieve energy storage and release. They have the advantages of high heat storage density, fast heat release rate, and uniform distribution of heat storage temperature. In the application of building engineering, it can effectively reduce temperature fluctuations in building structures and achieve the goal of energy conservation and emission reduction. However, there is still a long way to go in the research of its specific application effects. In order to improve the application effectiveness of new phase change energy storage materials in construction engineering, the article conducts research on the characteristics of new phase change energy storage materials based on starch, cellulose, and lignin as carriers. It also analyzes their applications in roof insulation, wall insulation, glass greenhouses, solar photovoltaic power generation, and other fields. It also puts forward prospects and insights for its future development direction. I hope to better收稿日期：2023-11-11；修改稿日期：2023-11-18。

相变微胶囊的制备及应用研究
相变微胶囊是一种具有独特功能的微胶囊，其内含有相变材料，能够在特定温度范围内发生相变反应。

相变是物质从一个相态转变为另一个相态的过程，常见的相变有凝固、熔化、蒸发等。

已经引起了广泛的关注。

相变微胶囊的制备是一个复杂的过程，一般包括包裹相变材料、固化包裹层、形成微胶囊等步骤。

首先，选择合适的相变材料，常用的有蜡、水等。

然后，在相变材料表面包裹一层固化层，常用的固化层材料有聚合物、硅胶等。

最后，通过乳化、凝胶化等方法形成微胶囊结构，使相变材料包裹在固化层内。

相变微胶囊具有广泛的应用前景。

一方面，相变微胶囊可以用于热能储存和释放。

相变材料在相变过程中可以吸收或释放大量的热能，因此可以应用于太阳能储能、热泵等领域。

另一方面，相变微胶囊还可以用于温度调节。

通过控制相变温度和相变材料的含量，可以制备具有不同相变温度的微胶囊，从而实现温度调节的功能。

此外，相变微胶囊还可以应用于药物缓释、纺织品、建筑材料等领域。

相变微胶囊的制备及应用研究还存在一些挑战。

一方面，相变微胶囊的制备过程复杂，需要控制好相变材料的包裹和固化层的形成，以及微胶囊的稳定性。

另一方面，相变微胶囊的应用还需要进一步研究，特别是在实际应用中的可行性和经济性方面。

综上所述，相变微胶囊是一种具有潜在应用价值的新材料，其制备及应用研究具有重要意义。

未来的研究可以进一步探索相变微胶囊的制备方法和应用领域，提高其制备效率和应用性能，为其在能源、环境和医药等领域的应用提供更多可能。

相变材料微胶囊的制备及应用
1 关于相变材料微胶囊
相变材料微胶囊是一种具有相变响应性能的纳米微胶囊。

它具有
微米尺度的体积及重量，以及在可见光、近红外或红外光下相变型行为。

相变材料微胶囊的制备方法和一般胶囊的制备比较类似，但是要
求使用的材料和技术都要更加精密和先进，特别需要用到超声波技术。

由于超声波的作用，可以使微胶囊的材料在原理上制备出微小的球形
或椭圆形液滴，从而制备出相应的微胶囊。

相变材料微胶囊的应用主要集中在以下几个方面：首先可以作为
智能材料，用于制造具有智能属性的产品和系统；其次，可以作为能
量转化材料，利用外界信号源和能量给产品提供能量；另外，也可以
作为医疗和防护药物，利用微胶囊在靶细胞内聚集分布，从而实现精
准治疗。

总之，由于相变材料微胶囊具有相对较高的材料性能，因此用它
来制备微胶囊具有巨大的应用潜力，可以有助于把科学和技术的发展
提升到一个新的水平。

相变微胶囊的研究现状及其应用前景发表时间：2019-06-14T10:46:57.010Z 来源：《中国教工》2019年第4期作者：程益民[导读] 随着我国改革开放的不断进行，中国的经济发展越来越快速，对能源需求也越来越大，因此在实际应用领域中对能源的利用率也越来越高。

相变材料指的是具有能量存储和温度调节的物质，但是相变材料在实际使用过程中随着外界环境温度的变化，发生固态-液态相转变，容易发生泄露等问题，因此利用微胶囊技术将相变材料封装起来可以解决以上问题。

相变微胶囊提高了相变材料的实际使用效率，扩展了相变材料的实际应用领域。

池州学院1相变材料能源是人类发展的基础，近年来以化石原料为主的能源供给造成了能源危机和环境污染等问题，并且引起了广泛的关注，因此提高能源的利用效率成为当前迫切解决的问题。

相变材料指的是随外界环境温度发生变化，相变材料吸收或者释放能量发生相态转变，并且提供大量潜热的物质。

目前相变材料的分类按照相态可以分为固-固、固-液、固-气和气-液，其中固-液相变材料在相变过程中有熔融和结晶两个过程，通过吸收和释放一定的热量，可以实现对能量存储和释放，因此应用最为广泛。

相变材料根据物质的化学组成主要分为有机类相变材料和无机类相变材料[1]。

有机类相变材料主要是石蜡和脂肪酸类等；无机相变材料主要是无机水合盐和金属类。

相变材料根据相变温度不同，分为低温相变材料（低于80 ℃）、中温相变材料（80 ℃~180 ℃）和高温相变材料（180 ℃~2000 ℃）。

2相变微胶囊的简介及其制备方法微胶囊技术指的是利用无机材料或者高分子材料将相变材料包封形成具有核壳结构的微胶囊，外层的壳材对内层的相变材料起保护作用，提高了相变材料的稳定性和重复利用率。

相变微胶囊的制备方法一般分为物理法、化学法和物理化学法[2-3]。

物理法主要是核物质交换法和凝聚相分离法等；化学法有原位聚合法、界面聚合法、乳液聚合法等；物理化学法主要有喷雾干燥法和静电吸附法等。

相变材料微胶囊
相变材料微胶囊是一种具有特殊功能的材料，它可以在特定温度范围内发生相变，从而释放或吸收大量的热量。

这种材料被广泛应用于建筑、纺织、能源等领域，具有重要的应用前景。

首先，相变材料微胶囊在建筑领域中有着重要的应用。

在夏季，建筑物内部温
度容易过高，而在冬季，建筑物内部温度又容易过低。

相变材料微胶囊可以在这些温度变化时释放或吸收热量，从而调节室内温度，提高建筑物的能效性能。

此外，相变材料微胶囊还可以用于地板、墙壁等建筑材料中，起到保温和隔热的作用，提高建筑物的舒适性和能效性能。

其次，相变材料微胶囊在纺织领域中也有着重要的应用。

通过将相变材料微胶
囊加工到纺织品中，可以制成具有保温、保冷功能的服装和家居用品。

这些纺织品可以根据环境温度变化释放或吸收热量，提高穿着者的舒适度。

此外，相变材料微胶囊还可以应用于军事领域，制成具有保暖、隔热功能的军用服装和装备。

再次，相变材料微胶囊在能源领域中也有着广泛的应用。

通过将相变材料微胶
囊应用于太阳能集热器、储能系统等设备中，可以提高能源的利用效率。

在太阳能集热器中，相变材料微胶囊可以储存太阳能，并在需要时释放热量，延长太阳能的利用时间；在储能系统中，相变材料微胶囊可以储存电能，并在需要时释放热量，提高储能系统的效率。

总之，相变材料微胶囊具有广泛的应用前景，可以在建筑、纺织、能源等领域
发挥重要作用。

随着科学技术的不断进步，相变材料微胶囊的性能将不断提高，应用范围也将不断扩大，为人们的生活和生产带来更多的便利和效益。

相变储能材料在环保型建筑材料中的应用1.前言相变储能技术是目前建筑节能的一项重要技术，将相变材料与传统建材复合后制成具有蓄热和调温等功能的新型建筑材料。

相变储能建材具有储能密度大、近似恒温下的吸放热等优点，可以缓解建筑物的能量供求在时间和强度上不匹配的矛盾，降低建筑耗能对环境和经济的负面影响。

2.相变储能材料相变材料是在特定的温度下，能从一种状态转变到另一种状态的物质，物质分子迅速由有序向无序转变(反之亦然)，同时伴随吸热或放热现象。

利用相变材料的这种吸热放热现象，可以达到贮能和温度调控的目的。

根据组分不同，相变储能材料可分为无机、有机、无机与有机复合类。

无机类包括一一些水合物盐。

具有价格低，融解热大，体积储热密度大等优点，同时也存在过冷和相分离等缺点。

通过向无机材料中添加成核剂和胶凝剂能够改善其过冷和相分离现象。

有机相变材料，克服了无机材料的过冷和相分离缺点，具有非常良好的热行为，化学、物理特性稳定，但有机材料的导热系数低，为了改善这一缺点，常在其中加入金属粉末、石墨粉、金属网等。

为了获得相变温度适当的相变材料，常常将几种有机(无机)相变材料复合形成二元或多元相变材料，有时也将有机与无机相变材料混合，以弥补二者的不足。

根据相变过程形态不同，相变材料可分为三种：固气相变，液气相变、固液相变。

除了这三种外，还有一种固固相变，固固相变是物质的晶形发生转变，或由结晶形态转变为无定形态，在相变过程中，物质均为固态。

3.相变材料在混凝土中应用混凝土材料能够成为能量储存的媒介，主要原因有：(1)混凝土材料是使用最为广泛的结构材料;(2)可以加工成任意形状;(3)参与热交换的表面非常大;(4)生产质量容易控制;(5)具有十分良好的吸收性和渗透性。

Hawes等对相变混凝土材料作了一系列研究，将膨胀页岩等多孔材料作为基料制成轻骨料混凝土，加大了混凝土材料吸附PCM 的能力。

混凝土在常用状况下呈碱性，与许多脂肪酯类或脂肪酸的PCM 不能相容，为了改变这种情况，他们对一些混凝土试件进行了蒸压养护。

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