相变材料资讯导读：相变材料(PCM - Phase Change Material)是指温度不变的情况下而改变物质状态并能提供潜热的物质。转变物理性质的过程称为相变过程，这时相变材料将吸收或释放大量的潜热。

相变材料的相变原理是什么

物质从一种相转变为另一种相的过程。物质系统中物理、化学性质完全相同，与其他部分具有明显分界面的均匀部分称为相。与固、液、气三态对应，物质有固相、液相、气相。

一级相变

在发生相变时，有体积的变化同时有热量的吸收或释放，这类相变即称为“一级相变”。例如，在1个大气压0℃的情况下，1千克质量的冰转变成同温度的水，要吸收79.6千卡的热量，与此同时体积亦收缩。所以，冰与水之间的转换属一级相变。

二级相变

在发生相变时，体积不变化的情况下，也不伴随热量的吸收和释放，只是热容量、热膨胀系数和等温压缩系数等的物理量发生变化，这一类变化称为二级相变。正常液态氦（氦Ⅰ）与超流氦（氦Ⅱ）之间的转变，正常导体与超导体之间的转变，顺磁体与铁磁体之间的转变，合金的有序态与无序态之间的转变等都是典型的二级相变的例子。

相变材料应用领域

航天

由于外太空温度属于极寒或极热环境，对宇航员、航天器的保护要求非常严格，普通材料无法适应恶劣条件，因此，需要特殊材料进行保护。美国和前苏联科学家首先研制出相变材料，使得宇航员的服装、返回舱外壳等得以应用。该技术一直处于垄断地位。我国进入21世纪以来，经过科学家的不断努力，已经克服了关键技术部分，开始进行实际运用。

建筑

相变材料引用到建筑，是建筑领域革命性发展。主要作用结果是节能，可以达到节能60%-99%。以北方采暖为例，使用相变材料，按照100平米的房屋为测量单位计算，一个采暖季的用电量只有10度左右。相变材料应用于电采暖行业，是传统电采暖迈向节能电采暖的革命性转变，相变热电暖器就是其中代表产品，相对传统电暖器可节能60%-70%。

服装

在服装领域，使用相变材料，将相变材料植入纤维中，可以极大的改变人们的生活质量，不使用任何能源，可以让普通衣服变成微空调。

制冷设备

传统制冷设备，如空调、冷藏车、冷库，均是采取压缩机制冷技术进行制冷，不仅耗电，而且不环保。采用相变技术，可以替代压缩机进行制冷，节能60%以上。

军事

一旦装备部队，将是相变材料一重大贡献。军车、军人服装、舰船、飞机、坦克、潜艇等军事各个方面，均是相变材料运用的重要领域，可以极大的提高战斗力和防护持久能力。

通讯、电力

在通讯、电力等设备箱（间）降温方面，相变材料可以节省设备成本75%以上。在通讯领域，已经广泛应用于通讯基站的机房、电池组间，使传统的一年寿命的设备可以延长到4年或更多。

相变材料选择方法

应具备的特点

用于建筑围护结构的相变建筑材料的研制，选择合适的相变材料至关重要，应具有以下几个特点：（1）熔化潜热高，使其在相变中能贮藏或放出较多的热量；（2）相变过程可逆性好、膨胀收缩性小、过冷或过热现象少；（3）有合适的相变温度，能满足需要控制的特定温度；（4）导热系数大，密度大，比热容大；（5）相变材料无毒，无腐蚀性，成本低，制造方便。
在实际研制过程中，要找到满足这些理想条件的相变材料非常困难。因此，人们往往先考虑有合适的相变温度和有较大相变潜热的相变材料，而后再考虑各种影响研究和应用的综合性因素。

存在问题研究

现存的问题主要在相变储能建筑材料耐久性以及经济性方面。耐久性主要表现三个方面：相变材料在循环过程中热物理性质的退化问题；相变材料易从基体的泄漏问题；相变材料对基体材料的作用问题。

相变材料的品牌

2019国内外十大相变材料品牌是美国贝格斯Bergquist，美国莱尔德Laird，美国3m，美国派克固美丽Parker Chomerics，美国道康宁Dowcorning，DENK日本电气化学，日本富士高分子Fujipoly，日本信越ShinEtsu，深圳三一，深圳华能智研。

相变材料在建筑中的相变技术

相变材料在发生相变的过程中会随着环境温度的变化吸收或放出热能，从而达到控制环境温度变化的效果。利用这种材料构筑建筑围护结构，能使建筑供暖或空调能耗降低、减小空气处理设备容量，同时可使空调或供暖系统利用夜间廉价电运行，降低其运行费用。
相变材料的研究方向主要在于相变材料与基材料的复合，目前相变材料植入建筑材料中的方式主要有三种：
一是：将相变材料直接掺入建筑材料制得相变储能材料。这种方法成本低廉，但容易发生化学反应从而影响材料性能。
二是：将建筑材料直接浸泡在相变材料中制得。这种方法同样工艺简单，例如Chahroudi 曾用此法制备了相变储能混凝土。
三是：胶囊包裹方式制得，可分为微胶囊包裹和大体积包裹。其中微胶囊包裹指微小的球形或棒状相变材料颗粒被高分子材料薄膜包裹，如此形成的复合结构可以被掺入到其他的基体材料中去。大体积包裹指的是将相变材料颗粒封装在管子、袋子、面板或其他容器中，直接植入建筑材料或者其他建筑制品中。这类方法制备工艺相对比较复杂，成本过高。