Фазаны өзгерту материалдары, ИКМ – заттың күйі қатты күйден сұйыққа немесе керісінше ауысу сияқты өзгерістерге ұшырай отырып, белгілі бір температурада көп мөлшерде жылу энергиясын сіңіре алатын немесе шығара алатын заттардың ерекше түрі.Бұл қасиет фазалық өзгерістер материалдарын температураны бақылау, энергияны сақтау және жылуды басқару салаларында маңызды қолданбалы мәнге ие етеді.Төменде фазалық өзгерістер материалдарының егжей-тегжейлі талдауы берілген:
физикалық қасиет
Фазалық ауыспалы материалдардың негізгі сипаттамасы белгіленген температурада (фазаның өзгеру температурасы) жасырын жылуды көп мөлшерде сіңіру немесе босату мүмкіндігі болып табылады.Жылуды сіңіру процесінде материалдар бір фазадан екінші фазаға ауысады, мысалы, қатты күйден сұйыққа (балқу).Экзотермиялық процесс кезінде материал сұйық күйден қатты күйге ауысады (қатығу).Бұл фазалық ауысу процесі әдетте өте тар температура диапазонында жүреді, бұл фазалық ауыспалы материалдардың тұрақты дерлік температурада жақсы термиялық тұрақтылыққа ие болуына мүмкіндік береді.
Негізгі түрлері
Химиялық қасиеттеріне және қолдану өрістеріне қарай фазалық өзгерістер материалдарын келесі санаттарға бөлуге болады:
1. Органикалық ПКМ: парафин мен май қышқылдарын қоса.Бұл материалдар жақсы химиялық тұрақтылыққа, қайта пайдалануға жарамдылыққа және фазалық ауысу температурасының сәйкес диапазонына ие.
2. Бейорганикалық ПҚМ: тұзды ерітінділер мен металл қосылыстарын қоса.Олардың жылу өткізгіштігі әдетте органикалық PCM-ге қарағанда жақсырақ, бірақ олар бөлу және коррозия мәселелеріне тап болуы мүмкін.
3. Биологиялық негіздегі PCMs: Бұл табиғи биоматериалдардан шыққан және қоршаған орта мен тұрақты сипаттамаларға ие ИКМ-нің дамып келе жатқан түрі.
қолдану аймағы
Фазаны өзгерту материалдары көптеген салаларда кеңінен қолданылады, негізінен:
1. Ғимараттың энергия тиімділігі: PCM-ді қабырғалар, едендер немесе төбелер сияқты құрылыс материалдарына біріктіру арқылы үй ішіндегі температураны тиімді реттеуге болады, бұл ауаны кондиционерлеу және жылыту үшін энергия шығынын азайтады.
2. Жылу энергиясын сақтау: ИКМ жоғары температурада жылуды сіңіріп, төмен температурада жылуды босатып, энергияның сұранысы мен сұранысын теңестіруге көмектеседі, әсіресе күн және жел энергиясы сияқты жаңартылатын энергияны пайдалануда.
3. Электрондық өнімдерді термиялық басқару: Электрондық құрылғыларда PCM пайдалану жұмыс кезінде пайда болатын жылуды басқаруға, тиімділікті арттыруға және құрылғының қызмет ету мерзімін ұзартуға көмектеседі.
4. Тасымалдау және орау: Азық-түлік және фармацевтикалық тасымалдауда PCM пайдалану өнімді қолайлы температура жағдайында ұстауға және өнім сапасын қамтамасыз етуге мүмкіндік береді.
Техникалық қиындықтар
Фазалық ауыспалы материалдардың маңызды артықшылықтарына қарамастан, олар практикалық қолдануда әлі де кейбір техникалық қиындықтармен бетпе-бет келеді, мысалы, қызмет ету мерзімі, термиялық тұрақтылық, орау және біріктіру технологияларының қажеттілігі.Бұл қиындықтарды материалтану мен инженерлік технологияның жетістіктері арқылы еңсеру қажет.
Фазаны өзгерту материалдары бірегей жылу өнімділігі мен кең қолдану перспективаларына байланысты жасыл энергия және тұрақты технология салаларында жоғары күтіледі.
PCM-нің болашақ даму перспективалары
Өнеркәсіптің көптеген салаларында фазалық өзгерістер материалдарын (ПКМ) қолдану олардың кең әлеуеті мен айқын болашақ даму перспективалары бар екенін көрсетеді.Бұл материалдар фазалық ауысулар кезінде көп мөлшерде жылуды сіңіру және шығару қабілеті үшін жоғары бағаланады.Төменде фазалық өзгерістер материалдарының болашақ дамуының бірнеше негізгі бағыттары мен перспективалары берілген:
1. Энергия тиімділігі және сәулет
Сәулет саласында PCM дәстүрлі жылытуға және ауаны баптауға тәуелділікті азайту үшін температураны басқарудың интеллектуалды жүйелерінің бөлігі ретінде пайдаланылуы мүмкін.Қабырғалар, шатырлар, едендер немесе терезелер сияқты құрылыс материалдарына PCM біріктіру арқылы ғимараттардың жылу тиімділігін айтарлықтай жақсартуға, энергияны тұтынуды азайтуға және парниктік газдар шығарындыларын азайтуға болады.Болашақта жаңа және тиімді фазалық өзгерістер материалдарының дамуымен және шығындардың төмендеуімен бұл қолданба кеңірек таралуы мүмкін.
2. Жаңартылатын энергия жүйелері
Күн және жел энергиясы сияқты жаңартылатын энергия жүйелерінде PCM сұраныс пен ұсынысты теңестіру үшін энергия сақтау құралы ретінде қызмет ете алады.Мысалы, күндізгі уақытта күн энергиясын жинау жүйелерімен өндірілетін жылу энергиясы ИКМ-де сақталуы мүмкін және түнде немесе ең жоғары сұраныс кезінде босатылуы мүмкін.Бұл энергияны пайдалану тиімділігін арттыруға және энергиямен қамтамасыз етудің үздіксіздігін қамтамасыз етуге көмектеседі.
3. Электрондық өнімдердің температурасын бақылау
Электрондық құрылғылар барған сайын кішірейтілген және жоғары өнімділікке ие болған сайын, жылуды тарату үлкен қиындыққа айналды.PCM термиялық жүктемелерді басқаруға, құрылғының қызмет ету мерзімін ұзартуға және өнімділікті жақсартуға көмектесу үшін компьютерлік процессорлар мен мобильді құрылғылар сияқты электрондық өнімдерде қолданылуы мүмкін.
4. Тоқыма және киім
ТКМ-ны тоқыма бұйымдарында қолдану да кеңею мүмкіндігін көрсетеді.Киімге біріктірілген PCM киімнің дене температурасын реттей алады, жайлылықты жақсартады және экстремалды ауа райы жағдайларына төтеп бере алады.Мысалы, спорттық киімдер мен сыртқы жабдықтар дене температурасының тұрақтылығын сақтау үшін бұл материалды пайдалана алады.
5. Денсаулық сақтау
Денсаулық сақтау саласында PCM препараттары мен вакциналар сияқты медициналық өнімдердің температурасын бақылау, тасымалдау және сақтау кезінде олардың тұрақтылығы мен тиімділігін қамтамасыз ету үшін пайдаланылуы мүмкін.Сонымен қатар, PCM терапевтік өнімдерде де қолданылады, мысалы, физиотерапияға арналған температура бақыланатын таңғыштар.
6. Тасымалдау
Азық-түлік пен химиялық заттарды тасымалдауда ИКМ тауарларды қолайлы температура диапазонында ұстау үшін, әсіресе суық тізбекті логистиканы қажет ететін сценарийлерде пайдаланылуы мүмкін.
Алдағы міндеттер мен даму бағыттары:
PCM қолдану үшін орасан зор әлеуетке ие болғанымен, олар әлі де құны, қоршаған ортаға әсерді бағалау, ұзақ мерзімді тұрақтылық және үйлесімділік мәселелері сияқты кеңірек коммерциялық қолданбаларда кейбір қиындықтарға тап болады.Болашақ зерттеулер тиімдірек, экологиялық таза және үнемді PCM әзірлеуге, сондай-ақ бар жүйелер үшін интеграциялық әдістерді жақсартуға бағытталған.
Сонымен қатар, энергияны үнемдеуге, шығарындыларды азайтуға және тұрақты дамуға деген жаһандық сұраныстың артуы жағдайында фазалық өзгерістер материалдарын зерттеу және қолдану тиісті технологиялардың қарқынды дамуы мен инновациясын ынталандыратын қаржылық қолдау мен нарықтың назарын көбірек алады деп күтілуде.
Хабарлама уақыты: 28 мамыр 2024 ж