沥青混合料用相变储能微胶囊型调温剂的制备及性能研究

针对南方高温地区的气候情况,在先前自调温材料低温性能及应用技术研究的基础上,从适用于高温条件下的相变材料、定形材料比选、相变储能微胶囊型调温剂制备等几个方面进行了研究,通过多种试验和数据分析,最终研发了一款适用于高温地区沥青混合料用的相变储能微胶囊型调温剂,并对该微胶囊型调温剂的微观形貌、热性能进行了观测和分析。研究成果能起到夏季高温时段路面高温削峰、延迟极端高温出现时间的作用,有效防止了沥青路面病害,对于延长路面的使用寿命,构建畅通和谐的出行环境有重要借鉴意义。     

新型微胶囊蓄能降温型沥青混合料调温效果及性能研究

根据相变材料的潜热特性,在前期相变调温剂调温原理和性能指标研究的基础上,参照行业相关规范的技术要求,在原材料优选、技术指标测试的基础上,通过混合料配合比设计,制备掺与未掺微胶囊型相变调温剂MPT-H的AC-13沥青混合料试件,分析了相变调温剂掺量、矿料级配组成等因素对混合料调温效果、马歇尔技术指标及混合料路用性能的影响规律,有效解决了混合料路面调温效果和路用性能之间的矛盾,为自调温沥青混合料应用与大范围推广奠定基础。     

相变微胶囊填充水泥基复合材料的制备及性能研究

研究以水泥为基体,将微胶囊相变材料掺入其中,从而得到一种由水泥为主、相变微胶囊掺合在其中的复合材料。对相变微胶囊材料在复合材料中分布的微观结构以及复合材料热学性能进行了研究,并进一步研究了在不同掺量下,复合材料的力学性能变化。研究结果表明,相变微胶囊材料颗粒在复合材料中分布均匀,微胶囊颗粒的整体形状较为完整;随着相变微胶囊材料掺量的增大,复合材料的储放热性能增大,复合材料的力学强度呈下降趋势。综合分析后可知,相变微胶囊材料掺量为30%时,复合材料的储热性能最好,具有一定的力学强度,可应用于某些建筑领域。     

新型相变水泥砂浆热力学性能研究

为降低温度变化对隧道水泥砂浆材料强度和变形的影响，在隧道工程中引入具有自调温能力的相变材料，制备成相变材料水泥砂浆。首先,将石蜡、高密度聚乙烯和膨胀石墨熔融共混，获得复合相变材料；然后，掺入水泥砂浆中，得到新型相变水泥砂浆。通过搭建热响应测试平台，分析其热应变随温度变化规律，评估其蓄热性能,并对比得出相变材料对不同水灰比砂浆试样的热力学性能影响。结果表明： 复合相变水泥砂浆能发挥相变材料的蓄热性能，其相变潜热为34.82 J/g，热应变比普通水泥砂浆材料最大降低36.63%。相变材料的掺入有效降低了试样的表面温度和热应变，这对改善水泥砂浆材料的温度变形及控制裂缝的发展具有重要作用，可为能源地铁隧道及其裂缝修复等提供新型材料。     

冷拌沥青混合料用复合相变材料的制备及性能研究

文章选取3种不同类型的多孔基体,制备了3种沥青冷拌沥青混合料用复合相变材料,并对其进行了微观扫描分析、储热性能分析、导热系数分析、热稳定性分析等试验,研究结果表明,石蜡-微米孔基体复合相变材料,具有较高的储热能力,适宜的相变温度,较高的导热系数,热稳定性良好,为理想的冷拌沥青混合料用复合相变材料。     

掺加沥青基碳纤维的沥青混合料路面的融雪研究

在沥青混合料中加入碳纤维和微胶囊相变材料,研究了微胶囊相变材料掺量和油石比对沥青混合料电阻率和融雪去冰效果的影响。结果表明,在马歇尔试件中油石比一定前提下,微胶囊掺量的增加会增大沥青混合料的电阻率,在通电情况下,路面掺加沥青基碳纤维的沥青混合料的热生成效率会提高,从而对路面融雪化冰效果会得到提升;马歇尔试件温度的降温趋势会随着微胶囊相变材料掺量的增加而逐渐变缓,稳定阶段的温度呈逐渐上升趋势;在实际掺加沥青基碳纤维的沥青混合料的配置过程中,如果碳纤维和微胶囊相变材料掺量一定的前提下,为了实现最佳的融雪化冰效果,油石比的选择可以直接采用最佳油石比。     

碳酸钙包覆石蜡复合相变材料在沥青混合料中的应用研究

选用碳酸钙为壁材,石蜡为芯材,采用原位聚合法制备碳酸钙-石蜡复合相变材料,通过综合热分析仪对碳酸钙-石蜡复合相变材料储热性能进行表征,复合相变材料的相变焓及相变峰温分别为120. 1J/g,相变峰温为54. 1℃。将碳酸钙-石蜡复合相变材料掺入沥青混合料后对其的路用性能和路面降温效果进行评价。试验结果表明:当复合相变颗粒掺量达到5%时可降低试件温度约5℃,复合相变颗粒掺入沥青混合料后对其低温抗裂性和水稳定性的影响不大,有利于沥青混合料的高温稳定性。     

复配愈合剂微胶囊制备及其对沥青自愈合性能的影响

自修复微胶囊是解决沥青路面开裂问题的一种新方法。制备了不同芯壁比的微胶囊，并从形貌、粒径、囊芯含量、包覆率、分布情况和耐热性能方面对其性能进行了比较。此外，以菜籽油(rapeseed oil,RO)和商品芳香油(aromatic oil, AO)为原料，研制了一种用于微胶囊芯的复合愈合剂。通过比较复合愈合剂对老化和未老化沥青的愈合效果，确定了RO和AO的最佳比例。RO/AO的比例推荐为2∶1,以达到87%的最高愈合率和降低生产成本的目的。结果表明，微胶囊的最佳芯壁比为1∶1,此时微胶囊性能最稳定。此外，发现RO对未老化的沥青胶结剂愈合效果最好，而AO对老化沥青胶结剂的愈合效果最好。最后，确定含复合愈合剂的微胶囊的推荐掺入量为沥青质量的0.5%。     

泡沫铜/石蜡复合相变材料的车用动力锂电池散热分析

为分析泡沫铜/石蜡复合相变材料的车用动力锂电池散热问题,建立了电池生热模型,给出了该复合相变材料在不同孔隙率下的热物性参数值,利用有限元法分析了材料包覆方式、材料厚度、对流换热系数、环境温度等对电池温度的影响。结果表明,四面包覆和双面包覆的复合相变材料比无相变材料的电池温度分别降低了10.36℃和12.56℃,冷却效果明显;增加材料厚度和对流换热系数以及降低周围环境温度,电池温度将降低;当电池表面温度处于相变材料的相变温度区间时,继续增加材料厚度和对流换热系数散热效果不显著;复合相变材料用量不充足时,相变潜热占主导作用,增加孔隙率将使电池温度先增大后减小。     

相变材料在沥青混凝土路面中的应用前景分析

相变材料虽在不同领域已得到广泛应用,但在公路交通领域尚处于探索研究阶段.相变材料具有相变潜热特性,应用于主动调控沥青混凝土路面与混合料的使用温度是可行的,可以减轻沥青混凝土路面与温度相关的病害,提高沥青混凝土路面的使用性能,延长沥青混凝土路面使用寿命.同时,可以减轻沥青混凝土路面的结霜结冰,提高抗滑性能和行车安全性,且减少道路融雪剂的使用,减轻融雪剂的危害,有利于环境保护,具有广阔的应用前景.为了实现相变材料在沥青混凝土路面中的应用,应该重点开展沥青混合料用相变材料的研发,掺相变材料的沥青混合料的调温效果与机理、路用性能、配合比设计方法与施工技术等方面的研究.     

车用锂离子电池相变冷却技术研究综述

从相变材料这一角度,综述了相变材料的选取制备、相变材料新型冷却结构的设计、相变材料与其它冷却方式耦合形成的散热系统3个方面对锂离子电池散热的影响,并总结了翅片辅助相变冷却,泡沫金属辅助相变冷却、相变材料与热管耦合的散热系统的优势与不足.分析结果表明,优化复合相变材料的成分配比,向相变材料中加入翅片或者泡沫金属都有助于散...     

基于相变与液冷耦合的电池热管理系统研究

电池组在高环境温度下以高倍率放电时,电池组温度过高、温差大,极易引发安全问题。笔者针对这一问题设计了一种新的耦合式电池热管理系统。以采用纯石蜡冷却模型作为初始模型,首先探讨不同膨胀石墨质量分数的复合相变材料对于电池组热性能的影响,得出:在30℃的环境温度下,电池组以4C倍率放电时,采用EG质量分数为12%的复合相变材料对电池组进行冷却最优。在最优复合相变材料的基础上引入液冷系统,构建克里格近似模型,采用NSGA-Ⅱ遗传算法对耦合系统寻优,得出的预测结果精度较高误差最大仅为0.21%。利用算法寻优得出的最优解与初始模型相比,电池组最高温度下降5.29℃降幅为11.46%,最大温差下降0.12℃降幅为54.09%。结果表明:相变材料与液体冷却耦合热管理系统对电池组控温效果显著。     

复合材料在现代汽车发动机中的应用

介绍了工程塑料、陶瓷基复合材料以及金属基复合材料在汽车发动机及周边主要零部件的应用情况及其局限性,阐述了这些材料目前面临的问题及其发展前景。指出虽然一些复合材料具有高温强度好、耐磨性及耐腐蚀性好等优点,在发动机部分零件的制造上有着一定的优势;但由于大多数复合材料易燃,且会对环境产生一些不利的影响,所以其无害化回收处理问题尚待解决。     

隧道湿热环境下冷却服相变材料试验研究

为寻找合理冷却服类型及冷却材料,为高温高湿隧道环境中施工人员的生命健康提供保障,分析高温高湿环境对人体生理指标、舒适性的影响及目前主要的降温措施;并根据相关行业卫生标准,对国内外冷却服的发展现状进行调研。最后,对相变材料进行试验分析。认为应对隧道高温高湿环境,应选择相变冷服,并提出相变材料改进方向。     

PEG/SiO2型控温相变沥青混合料的性能

为了解决沥青路面的高温病害,以相变材料等体积替代沥青混合料中的一部分细集料,希望通过相变材料自身的相变过程来调节路面温度。试验得出:掺入相变材料后,混合料的降温效果最大可达到6℃,持续时间约3 h。试验结果显示混合料的马歇尔稳定度下降,流值上升,低温性能及水稳定性均有一定下降,但是仍满足规范要求;进行的车辙试验效果不理想,高温稳定性下降较多。说明了掺入相变材料可以对沥青混合料进行温度调控,但是在一定程度上降低了混合料的性能。     

汽车内饰件用复合片材的研制

研究将竹纤维/聚丙烯纤维复合材料作为汽车内饰件用材料,并探讨了复合板的热压压力、物料配比、热压时间等条件对产品性能的影响,得出了最优化的工艺参数。试验表明,该复合片材比模量高,比强度大,并且加工方便,是用于汽车内饰件的一种新型材料。     

Analysis of thermal stress in a plate of functionally gradient material

Composite materials made of ceramics and metal are already used in heat resistant parts, such as pistons. Functionally gradient materials (FGM) are new composite materials that reduce the thermal stress caused by the difference of thermal expansion and that are resistant to super high temperature.In order to support the design of FGM, we have developed computer programs that analyze the transient heat transfer and the transient thermal stress of FGM by the finite element method (FEM). In this paper, the thermal stress analysis by these programs of an FGM plate, composed of Zr0₂ and Ti-6A1-4V, is discussed.     

沥青路面降温方法

车辙的出现和温度环境有很大关系。沥青路面通常为黑色,空隙率小而封闭,吸热迅速,放热缓慢,高温条件下沥青混合料劲度模量大幅下降,抗变形能力急剧降低,容易出现车辙病害。因此,沥青路面降温对预防车辙尤为重要。近年来,随着沥青路面降温逐渐得到重视,降温方法得到极大的丰富和发展。文章主要总结了热反射降温法和蒸发降温法的研究现状,分析了现有技术存在的缺陷和需要做出的改进。此外,还对添加相变材料、红外粉、光催化剂和设置隔热层、热管等方法进行了探讨。     

基于熵权的TOPSIS钢桥面防水黏结材料组合体系优选分析

为合理选择钢桥-沥青混凝土铺装结构防水黏结材料，首先，制作含不同防水黏结材料组合体系的钢板-沥青混凝土复合试件，并在低温（0℃）、常温（25℃）和高温（70℃）环境下分别测试复合试件的拉拔强度（Direct Tensile Strength，DTS）、直剪强度（Direct Shear Strength，DSS）和45°斜剪强度（Skew Shear Strength，SSS）。同时，利用UTM万能试验机测试常温（25℃）状态下复合试件的疲劳寿命。构建包括拉拔强度（DTS）、直剪强度（DSS）、45°斜剪强度（SSS）、疲劳寿命（Fatigue Life，FL）和材料成本（Materials Cost，MC）在内的钢桥面防水黏结材料评价指标体系。利用"信息熵"理论对评价指标的权重进行求解，结合逼近理想解排序（TOPSIS）方法，比较不同防水黏结材料组合体系的综合性能，建立基于熵权-TOPSIS钢桥面防水黏结材料组合体系优选模型，并获取优选结论。最后，通过图像二值化验证优选结论。结果表明：图像二值化分析结果与基于熵权-TOPSIS防水黏结材料组合体系优选模型得出的优选结论一致，验证了熵权-TOPSIS方法在钢桥面防水黏结材料优选设计中的有效性。该模型排除了人为主观因素影响，可为钢桥面防水黏结材料选择提供一种客观有效的方法。