相變材料技術(shù)的案例
如何看待自動化充電和超快充里面的相變材料
我個人覺得特斯拉最厲害的地方，是把之前美國人搞發(fā)明和工程原型化、日本人搞材料和中國人搞批量的模式打破了，把原有美國這邊的科創(chuàng)能力，嫁接到自己強(qiáng)大的制造能力（這也和在中國落地分不開），大大縮短了從創(chuàng)新到落地的路徑。
目前看起來，我們追特斯拉追得很辛苦。今天一帆跟我說，我們是摸著特斯拉過河。
在充電領(lǐng)域里面，我看到兩個好玩的東西：
1）ROCSYS的自動化充電技術(shù)：
這玩意解決的痛點(diǎn)，是把車停好以后，能直接幫你把充電頭對著接口插進(jìn)去，人不用下來，是解決人性方面的問題。
▲圖1.ROCSYS的快充自動充電方案
2）福特和普渡大學(xué)做的熱相變材料的充電線纜技術(shù)：
這種技術(shù)解決的是大電流的問題，充電接口和線纜在大電流下散熱的問題。
▲圖2.相變材料用在充電線纜里面
Part 1 ROCSYS的自動化充電技術(shù)
這個比較好玩，其實(shí)這和之前特斯拉做的機(jī)械手充電有些相似，是在整體一定幅度里面做兼容。這個邏輯，也有點(diǎn)像蔚來做了APA以后在二代換電站里面一樣。
這個問題的痛點(diǎn)，應(yīng)該是站點(diǎn)自動開地鎖配合自動倒車，同時配合自動插q，讓你感受到高科技帶來的便利，人應(yīng)該下車去玩，整個車給你自動沖上，然后停到緩沖區(qū)，完全無人化作業(yè)。
▲圖3.自動化充電的動機(jī)
在這里車端一定要自動打開充電口，然后由樁端調(diào)整充電線纜和充電接口，實(shí)現(xiàn)兩者的配合。
▲圖4.車端自動和樁端自動
ROCSYS的這套東西是在現(xiàn)有的充電樁上加裝以后實(shí)現(xiàn)的，構(gòu)思非常巧妙。
展開 Mater.綜述：面向低功耗和高密度數(shù)據(jù)存儲器應(yīng)用的相變超晶格材料：微觀圖像
如今，電子技術(shù)的發(fā)展大大增加了數(shù)碼數(shù)據(jù)量。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全球數(shù)碼數(shù)據(jù)量每兩年翻一番，到2020年，將達(dá)到44澤字節(jié)（1澤字節(jié) = 10萬億億字節(jié)）。隨著物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，每秒鐘都有大量的數(shù)據(jù)以視頻、音樂、圖片、網(wǎng)上社交、商業(yè)信息等形式產(chǎn)生并傳輸。因此，大數(shù)據(jù)的存儲、傳輸和處理將面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。當(dāng)下迫切需要具有快速度、高密度和低功耗的非易失性電子存儲器件來應(yīng)對這些問題。相變存儲技術(shù)作為最早進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用之一的高速非易失性存儲技術(shù)備受全球半導(dǎo)體業(yè)界關(guān)注，然而目前還面臨著功耗高等難題，這對高密度存儲集成電路進(jìn)一步開發(fā)帶來障礙。
【成果簡介】
近日，來自吉林大學(xué)的李賢斌副教授、陳念科博士和清華大學(xué)孫洪波教授聯(lián)合在Advanced Functional Materials上發(fā)表綜述文章，題為：Phase‐Change Superlattice Materials toward Low Power Consumption and High Density Data Storage: Microscopic Picture, Working Principles, and Optimization。本文首先總結(jié)了相變存儲材料在信息技術(shù)中的廣泛應(yīng)用，特別介紹近幾年相變存儲材料領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)—GeTe/Sb2Te3超晶格材料在超低功耗數(shù)據(jù)存儲中的重要前景。然后，討論了相變超晶格在微觀原子結(jié)構(gòu)和工作原理探究方面的主要進(jìn)展，并對目前提出的主流工作機(jī)制進(jìn)行點(diǎn)評和分析：開發(fā)超晶格相變存儲器的日本產(chǎn)綜研最早提出Ge層整體翻轉(zhuǎn)的工作機(jī)制，然而該機(jī)制面臨原子跳變勢壘大、原子模型難以被電鏡實(shí)驗(yàn)觀察等困難，在此上介紹了業(yè)界最近提出的另外幾種重要機(jī)制，包括微區(qū)部分融化（部分非晶化）機(jī)制、堆疊層錯輔助金屬絕緣體相變機(jī)制、應(yīng)變輔助相變機(jī)制等。
展開 材料性能例如：彈性模量，隨坐標(biāo)或時間或空間變化系列2-相變、潛熱、材料成分變化
<p><img src="https://img.jishulink.com/upload/201805/1526958274444_blob.png" alt="blob.png"></p><p>本文是緊接上個帖子的內(nèi)容，對usdfld子程序采用了另外一種編寫方法，并且對應(yīng)力和應(yīng)變的結(jié)果進(jìn)行了對</p><p>比，兩者結(jié)果完全一致，這表明兩種不同的編寫方法都是正確的，而且達(dá)到了非常一致的結(jié)果，本貼的內(nèi)容將為模量隨坐標(biāo)的模擬提供另一種新的思路，具有很重要的指導(dǎo)意義。</p><p>ABAQUS斷裂模擬收徒 ，保證快速學(xué)會各種ABAQUS斷裂模擬方法 1200/人（將享有各種插件以及程序，價值3000+、專門定制視頻、全程親自教學(xué)、各種模型調(diào)試及解答問題等等，傾囊相教）</p>
展開 材料性能例如：彈性模量，隨坐標(biāo)或時間或空間變化系列1-相變、潛熱、材料成分變化 ￥299
<p>材料的彈性模量有時候隨坐標(biāo)是變化的，例如梯度涂層等，這個時候就需要借助子程序來實(shí)現(xiàn)了，下面是成功的模型結(jié)果</p><p><img src="https://img.jishulink.com/upload/201805/1526905570330_blob.png" alt="blob.png" height="266" width="673"></p><p><img src="https://img.jishulink.com/upload/201805/1526905796063_blob.png" alt="blob.png" height="336" width="335">模量隨y坐標(biāo)變化的模型的狀態(tài)變量</p><p>無梯度代表著均勻模量模型，有梯度代表模量從下到上隨y坐標(biāo)變化（如果想讓它隨x坐標(biāo)也變化，可以修改程序，很簡單）</p><p><img src="https://img.jishulink.com/upload/201805/1526905703702_blob.png" alt="blob.png"></p><p>模量隨y坐標(biāo)成拋物線變化，底端固定，上面施加拉伸載荷</p><p>結(jié)果分析：</p><p>1 狀態(tài)變量值的大小代表了模量的大小（程序中設(shè)置E與狀態(tài)變量是線性關(guān)系），從狀態(tài)變量的云圖結(jié)果可以看出，底端模量最小，SDV2值最小，隨著y增加，開始增加很慢，然后增加速率增大，頂端的SDV2值最大，由此可知，模量隨y拋物線變化程序是沒有問題的；</p><p>2 從y反向的彈性應(yīng)變也可以看出：對于均勻的彈性模量模型，因?yàn)榭傮w模量都是200GPa，所以相同的拉伸載荷之后，y方向的彈性應(yīng)變更大，這也印證了程序的正確性；</p><p>以下打包文件中包含源程序和例子：</p><p><img src="https://img.jishulink.com/upload
展開 
相變過程材料的熱導(dǎo)率
熱導(dǎo)率是材料的基本物理屬性之一，在很多領(lǐng)域起著重要甚至決定性的作用。具有高熱導(dǎo)率的材料常在散熱方面用途廣泛，而具有低熱導(dǎo)率的材料則主要應(yīng)用于隔熱領(lǐng)域。熱導(dǎo)率的定義以及測量均需要絕熱條件，即材料和環(huán)境之間無能量交換，熱量只能沿著材料從高溫傳導(dǎo)至低溫。目前材料熱導(dǎo)率的測試技術(shù)已相當(dāng)成熟，特別針對塊體材料，熱導(dǎo)率相關(guān)參數(shù)的測量均已有國際和國家標(biāo)準(zhǔn)，以及成熟的商用儀器。
相變是很多材料具有的一項(xiàng)特性。相變材料在固態(tài)存儲、光電開關(guān)、能量轉(zhuǎn)換等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用。眾所周知，發(fā)生相變時，材料和環(huán)境之間存在顯著的能量交換，會與熱量的傳遞強(qiáng)烈耦合。因此，材料相變過程中熱導(dǎo)率的理解和測量顯然不同于絕熱條件下的情形，是一個未知而又非常基礎(chǔ)和重要的科學(xué)問題。對該問題的研究有望帶給人們新的認(rèn)識并推動相關(guān)的應(yīng)用。
特別在現(xiàn)階段，針對材料相變過程中的熱導(dǎo)率，出現(xiàn)了很多不一致甚至完全相對立的理解和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。例如，Cu2S、Ag2S等具有一級相變，其電性能在相變時不存在拐點(diǎn)，很平滑地從低溫相變化至高溫相，但它們的熱導(dǎo)率卻出現(xiàn)了反常的拐點(diǎn)，在相變時低于低溫相和高溫相的數(shù)值；即使對具有二級相變的Cu2Se，采用直接測量的熱容值和杜隆珀替Dulong-Petit理論熱容值分別計(jì)算得到的熱導(dǎo)率，在相變區(qū)域具有截然相反的變化趨勢。
展開 材料性能例如：彈性模量，隨坐標(biāo)或時間或空間變化系列3（圓柱坐標(biāo)系）-相變、潛熱、材料成分變化
<p>有的時候我們需要材料模量隨坐標(biāo)變化來形成梯度變化的材料，前面已經(jīng)介紹了材料的模量在總體坐標(biāo)系（直角坐標(biāo)系）下隨xy坐標(biāo)的變化，但是在某些特殊情況下，我們需要材料環(huán)向均勻，徑向漸變，這在很多工程研究中都是常見的，下面我們?nèi)匀唤柚暗淖映绦颍淖兙帉戇^程，實(shí)現(xiàn)模量在圓柱坐標(biāo)系下的改變，下面給出例子。</p><div contenteditable="false" width="100%"><img src="https://img.jishulink.com/upload/201806/1528006192252_1.jpg" title="1.jpg" alt="1.jpg" style="max-width:760px;" data-mobile-src="https://img.jishulink.com/upload/201806/1528006192252_1.jpg?image_process=/format,webp" data-pc-src="https://img.jishulink.com/upload/201806/1528006192252_1.jpg?
展開 有機(jī)相變材料（PCM）應(yīng)用于海水淡化的數(shù)值仿真模型 ￥1500
有機(jī)相變材料（PCM）的低熔點(diǎn)使其成為存儲太陽能的理想選擇。然而，有機(jī)PCM弱光熱、導(dǎo)熱性能嚴(yán)重阻礙了其實(shí)際應(yīng)用。研究表明，向有機(jī)PCM中添加納米顆粒可以有效改善其光熱性能，但許多納米顆粒成本高昂，難以合成，且加入納米顆粒后，有機(jī)PCM潛熱下降顯著。由于NTP最初是在海水淡化中提出的，尚未引入PCM，本案例將有機(jī)相變材料PCM應(yīng)用于海水淡化中，建立了一二維幾何模型，如圖1所示。
圖1 幾何模型
模擬得到PCM作用下的海水淡化過程中的溫度場、速度場、相對濕度場以及PCM材料中的液相率的變化，仿真結(jié)果如下圖所示。
圖2 溫度場變化
圖3 速度場變化
圖4 相對濕度場變化
圖5 PCM液相率變化
感興趣的朋友，歡迎交流模型！
展開 一種用于熱管理的柔性相變薄膜材料
目前，空氣冷卻、液體冷卻、熱管冷卻等技術(shù)已應(yīng)用于熱管理。然而，單一的主動冷卻技術(shù)的熱管理還不能滿足需求，并且這些主動冷卻技術(shù)的級聯(lián)增加了系統(tǒng)的復(fù)雜性和操作難度。因此，開發(fā)一種緊湊、安全的熱管理技術(shù)是至關(guān)重要和迫切的。
相變材料(PCMs)可以通過改變自身的物理狀態(tài)來儲存或釋放熱能，并在一定時間內(nèi)保持溫度恒定，它們已被用作電池?zé)峁芾砘驘崾Э匾种频挠行Чぞ摺Ｈ欢琍CM熱管理不可避免的問題是它的泄漏問題。
為了解決這一問題，提出了多種制備形狀穩(wěn)定的復(fù)合相變材料的方法。然而，這些復(fù)合PCM在固態(tài)下通常是剛性的，不能很好地貼合在熱器件表面，增加了界面熱阻和安裝難度。然而，目前使用的PCM在實(shí)際應(yīng)用中，由于其固有的剛性、易脆性破壞和不可回收性，導(dǎo)致其相互接觸不良、熱接觸電阻高、使用壽命短。為了克服這些問題是目前研究的重點(diǎn)方向之一。
02
成果掠影
近期，中國科學(xué)院大連物理化學(xué)研究所史全教授在開發(fā)具有柔性的熱管理相變材料取得新的成果。該團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一種具有高轉(zhuǎn)變焓的柔性自愈相變膜，該相變膜具有較高的儲能密度、良好的柔韌性和自愈能力。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明在98.7℃的相變溫度下，相變膜具有優(yōu)異的彈性，相變焓高達(dá)191.5 J/g。值得注意的是，由于氫鍵的可逆性，柔性相變膜具有良好的自修復(fù)能力，其自修復(fù)效率高達(dá)91.1%。此外，還將相變膜附著在加熱平臺表面，以評估其在熱管理方面的潛力。該柔性自愈相變膜在不同升溫速率下均能保持高效的熱管理能力，具有發(fā)展先進(jìn)熱管理技術(shù)的巨大潛力。
展開 一種用于鋰離子電池?zé)峁芾淼?em>相變材料
相變材料 (PCM) 是 TES 的重要候選材料，因?yàn)樗?em>相變過程中具有高潛熱和窄的溫度波動。然而，導(dǎo)熱系數(shù)低和形狀穩(wěn)定性差嚴(yán)重阻礙了相變材料的大規(guī)模應(yīng)用。將多孔碳質(zhì)材料和相變材料集成形成形狀穩(wěn)定的復(fù)合相變材料（ss-CPCM），為這一挑戰(zhàn)提供了一種適用、簡便且簡單的解決方案，這歸因于碳的優(yōu)異性能，包括高導(dǎo)熱性，比表面積大，與各種相變材料具有良好的化學(xué)相容性。因此，CPCM 在 TES 以及熱管理方面顯示出巨大的潛力，例如電子設(shè)備和電化學(xué)儲能系統(tǒng)。對于電化學(xué)儲能的熱管理系統(tǒng)，研究人員進(jìn)行了大量的探索，并通過實(shí)驗(yàn)和模擬提出了各種解決方案。
碳納米管（CNT）作為碳的重要同素異形體，具有長圓柱形結(jié)構(gòu)，直徑為一至數(shù)十納米，長度為幾微米至幾厘米。在過去的幾十年里，碳納米管在相變材料領(lǐng)域展現(xiàn)出了巨大的潛力，為相變材料所面臨的各種挑戰(zhàn)提供了有效的解決方案，例如導(dǎo)熱系數(shù)低、形狀穩(wěn)定性差、光穩(wěn)定性差等。為了進(jìn)一步提高CPCM的性能，人們提出并不斷探索改性碳納米管。
02
成果掠影
近期，西安交通大學(xué)王秋旺教授團(tuán)隊(duì)基于金屬有機(jī)框架（MOF）制備了高度取向的含氮碳納米管（N-CNT）。然后以所合成的N-CNT為支撐材料、二十二烷為功能材料制備了N-CNT/二十二烷復(fù)合PCM（CPCM）。結(jié)果表明，通過與 N-CNT 結(jié)合，二十二烷的形狀穩(wěn)定性顯著增強(qiáng)。CPCM 擁有導(dǎo)熱系數(shù)達(dá)到0.5286 W·m
-1·k
-1。此外，CPCM在20次熔化-冷凍循環(huán)后表現(xiàn)出優(yōu)異的循環(huán)性能，具有超高的潛熱保留率（熔化過程為99.95％，冷凍過程為99.94％）。在充放電循環(huán)性能測試中，采用CPCM薄膜后，鋰離子電池的最高溫度降低了約2℃。
展開 氣凝膠相變隱身復(fù)合材料！
量子阱、電致變色染料、相變材料等能夠動態(tài)調(diào)控紅外輻射，然而，在調(diào)諧過程中通常需要持續(xù)耗電，且響應(yīng)速度慢、可調(diào)范圍窄、柔韌性差。此外，通過調(diào)控溫度可實(shí)現(xiàn)紅外隱身，然而隔熱毯等材料一般都比較厚重，易導(dǎo)致熱量積聚。可見，有效地隱藏目標(biāo)，使其對熱紅外探測器不可見仍然面臨巨大挑戰(zhàn)。
中國科學(xué)院蘇州納米技術(shù)與納米仿生研究所張學(xué)同研究員領(lǐng)導(dǎo)的氣凝膠團(tuán)隊(duì)制備了一種具有高孔隙率（ 98% ）和高比表面積（ 365.99 m 2 /g ）的柔性氣凝膠薄膜，通過溶解杜邦 TM 的 Kevlar 獲得納米纖維溶膠，再經(jīng)刮刀涂布、溶膠 - 凝膠及后續(xù)的冷凍干燥過程獲得 Kevlar 氣凝膠薄膜。該氣凝膠具有優(yōu)異的隔熱性能，室溫環(huán)境下，熱導(dǎo)率約為 0.036 W/m K ， 200μm 厚的氣凝膠薄膜覆蓋在 300°C 的熱源上，氣凝膠表面溫度僅為 220°C ，溫差達(dá)到了 80°C 。 與 相變材料聚乙二醇復(fù)合并進(jìn)行疏水化處理，制備出氣凝膠 / 相變復(fù)合薄膜，該相變復(fù)合薄膜：（ 1 ）相變焓高達(dá) 179.1 J/g ；（ 2 ）紅外發(fā)射率與多數(shù)環(huán)境背景匹配；（ 3 ）在 3μm-15 μm 紅外波段具有超低紅外透過率。在室外環(huán)境（如光照）下，用該復(fù)合薄膜覆蓋無發(fā)熱物體，可實(shí)現(xiàn)紅外隱身。對持續(xù)發(fā)熱物體（比如發(fā)動機(jī)），提出了氣凝膠隔熱層與相變復(fù)合薄膜疊加的組合結(jié)構(gòu)： Kevlar 氣凝膠薄膜具有優(yōu)異的隔熱性能，根據(jù)目標(biāo)與環(huán)境之間的溫度差異，選擇合適層數(shù)或者厚度的氣凝膠層，可將溫度降低至與環(huán)境溫度匹配；相變復(fù)合薄膜具有低紅外透過率，高溫目標(biāo)發(fā)射的紅外光無法透過。因而覆蓋這種組合結(jié)構(gòu)的高溫目標(biāo)在紅外照片中也能實(shí)現(xiàn)紅外隱身。
根據(jù)使用場景，選用匹配的氣凝膠 / 相變復(fù)合薄膜，或者組合結(jié)構(gòu)，即可實(shí)現(xiàn)紅外隱身，如圖 1 所示。
展開 一種用于電子器件熱管理的相變復(fù)合材料
因?yàn)殡娮赢a(chǎn)品主要由堅(jiān)硬的材料制成，由于堅(jiān)硬和粗糙的界面之間的點(diǎn)接觸，不能與散熱器產(chǎn)生完美的接觸。因此，需要低壓應(yīng)力、耐久性好、高垂直導(dǎo)熱系數(shù)的熱界面材料（TIM）來填充粗糙表面之間的空隙。
石墨烯、碳納米管和碳纖維等微米級或納米級碳材料的引入是提高 TIM 導(dǎo)熱系數(shù)的最常用方法之一，因?yàn)樗鼈兙哂谐叩墓逃袩釋?dǎo)率。熱導(dǎo)率增強(qiáng)主要取決于填料填充量、界面熱阻和填料形態(tài)，包括尺寸、厚度、縱橫比和排列方向。通常，具有高縱橫比、納米級厚度和超過滲透閾值的填充物會促進(jìn)熱導(dǎo)率的增強(qiáng)。
然而，隨機(jī)分散的填料會導(dǎo)致有限的熱導(dǎo)率，由于不連續(xù)的導(dǎo)熱通路導(dǎo)致強(qiáng)烈的聲子散射，無法滿足一般操作要求。為了克服這一缺陷并充分利用高熱導(dǎo)率的碳基填料，它們通常通過電場/磁場輔助定向、剪切誘導(dǎo)排列等構(gòu)建有序的導(dǎo)熱網(wǎng)絡(luò)。然而，由于填料之間的離散接觸，熱阻仍然過高。
相變材料（PCM）多年來一直用于許多領(lǐng)域，包括電子和建筑中的儲能和熱管理。通常，基于 PCM 的 TIM 由基質(zhì)和熱填料組成。在相變溫度下，PCM基體會從固態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)，吸收熱能并充分潤濕粗糙表面以減少接觸熱阻，因此，開發(fā)出具有優(yōu)異的熱導(dǎo)率以及柔性的導(dǎo)熱復(fù)合相變材料對于電子器件的進(jìn)一步發(fā)展有著重要作用。
02
成果掠影
近期北京大學(xué)白樹林教授團(tuán)隊(duì)在設(shè)計(jì)制備導(dǎo)熱相變復(fù)合材料方面取得新進(jìn)展。在本文中提出了一種通過結(jié)合有序排列的碳纖維CF和丙烯基彈性體(POE)包裹石蠟(PA)來制備具有高潛熱和低壓縮應(yīng)力的相變復(fù)合材料的策略。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明通過高導(dǎo)熱碳纖維束 (CF) 和聚合物相變材料的組合制備了具有超高熱導(dǎo)率（高達(dá)168.4 W/(mK)）和優(yōu)異柔性的熱界面材料（PCMs）。
展開 
一種用于電子器件熱管理的柔性相變材料
因此，開發(fā)提高散熱效率的熱管理材料具有重要的意義。
相變材料(Phase change materials, PCMs)作為一種高效的熱管理材料，可以通過固-液相變過程吸收和釋放熱量。然而，PCMs存在漏液、導(dǎo)熱系數(shù)低、剛性強(qiáng)等固有缺陷，嚴(yán)重制約了其進(jìn)一步的實(shí)際應(yīng)用。大多數(shù)PCMs都表現(xiàn)出脆性和易碎性。當(dāng)用作散熱器和加熱元件之間的熱界面材料(TIMs)時，這種現(xiàn)象會產(chǎn)生不可忽略的熱阻，從而對電子器件的熱管理效率產(chǎn)生不利影響。
柔性PCMs被認(rèn)為是與物體接觸且能夠承受某些變形(例如，彎曲，拉伸和壓縮)的材料。雖然目前的PCMs具有優(yōu)異的形狀穩(wěn)定性和柔韌性，但由于難以加入導(dǎo)熱填料，其導(dǎo)熱性仍然有限。因此，當(dāng)PCMs用作TIMs時，對靈活性和增強(qiáng)導(dǎo)熱性的要求仍然具有挑戰(zhàn)性。
02
成果掠影
近期，西南交通大學(xué)王勇和祁曉東團(tuán)隊(duì)針對開發(fā)用于電子器件熱管理的柔性導(dǎo)熱相變材料取得最新進(jìn)展。本文制備了聚二甲基硅氧烷/石蠟/氮化硼(PDMS/PW/BN)相變復(fù)合材料。首先通過刮削獲得BN沿平面(x-y方向)的排列，然后通過熱壓縮和滾切誘導(dǎo)BN沿平面(z方向)排列。因此，PW被交聯(lián)的PDMS/BN網(wǎng)絡(luò)包裹，從而形成與天然木材相似的年輪結(jié)構(gòu)。年輪結(jié)構(gòu)有效地避免了PW的液體泄漏，從而顯示出高達(dá)98%的高尺寸保留率。BN網(wǎng)絡(luò)的垂直取向使PCM在BN負(fù)載為13.0 wt%時的通平面導(dǎo)熱系數(shù)提高到2.16 W/mK，與PDMS/PW相比，顯著提高了943%。通過觸發(fā)PW的熔融結(jié)晶轉(zhuǎn)變，pcm表現(xiàn)出可調(diào)諧的導(dǎo)熱性。原位x射線衍射表明，BN網(wǎng)絡(luò)重排發(fā)生在相變過程中。在實(shí)際工作芯片上和有限元仿真中，驗(yàn)證了PCMs具有良好的熱管理能力。
展開 abaqus模擬材料相變的方法及代碼
奧氏體向馬氏體轉(zhuǎn)變會產(chǎn)生相變應(yīng)力，如何在abaqus中實(shí)現(xiàn)相變應(yīng)力的模擬的，現(xiàn)在主要有兩種方法：1 umat，2 usdfld+uexpan，對于第一種方法必須是理論功底很深厚的abaqus資深玩家才可能在較短的時間內(nèi)搞定，否則還是放棄吧，對于第二種模擬方法，也必須有理論功底，并且熟悉abaqus的二次開發(fā)才可以，由于設(shè)計(jì)到程序開發(fā)這塊，不是一兩句能描述的清楚，所以如果大家還有什么更多疑問可以站內(nèi)私信咨詢，我做過奧氏體向馬氏體的二次開發(fā)程序，而且還做過同時包含反向的相變程序，以及一種材料向另一種材料轉(zhuǎn)變的程序，希望可以幫到大家
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展開 一種用于電池?zé)峁芾淼氖鶑?fù)合相變材料
相變材料作為被動冷卻方法之一，可以作為熱管理介質(zhì)。當(dāng)固液轉(zhuǎn)變發(fā)生時，PCM可以吸收相當(dāng)大的潛熱，同時保持相變區(qū)溫度穩(wěn)定，為電池提供舒適均勻的溫度條件。然而，大多數(shù)PCM的傳熱性能較差，并且從固體到液體的相變不可避免地會導(dǎo)致液體泄漏，這兩個問題是PCM大規(guī)模實(shí)際應(yīng)用的瓶頸。
為解決這兩個問題，曾嘗試添加填料和封裝材料。在這些添加劑中，膨脹石墨(EG)是最有前途的。通過化學(xué)插層和熱剝離制備的EG具有多孔和蠕蟲狀的形態(tài)，在導(dǎo)熱路徑構(gòu)建和防漏封裝方面效果優(yōu)異。但是EG/PCM材料的機(jī)械強(qiáng)度脆弱，此外EG一旦與鋰離子電池的正負(fù)極接觸，可能會使電池處于短路的危險之中。因此，為了在電池?zé)峁芾碇械玫礁谩⒏踩膽?yīng)用，EG/PCM的機(jī)械性能和介電性能有待進(jìn)一步提高。
02成果掠影
近期，華南理工大學(xué)的張正國教授團(tuán)隊(duì)針對用于電動汽車熱管理的膨脹石墨(EG)基復(fù)合相變材料(PCMs)的高導(dǎo)電性和較差的適應(yīng)性問題取得新的進(jìn)展。該團(tuán)隊(duì)合成了一種具有高電阻率和柔性的新型復(fù)合相變材料(CPCM)，用于廣泛的電池?zé)峁芾怼Ｌ烊幌鹉z在膨脹石墨和OP44E PCM之間形成了柔性絕緣網(wǎng)絡(luò)。CPCM具有較高的儲能密度(156.5 J/g)、較高的電阻率(2700Ω?cm)和優(yōu)異的導(dǎo)熱系數(shù)(3.4 W/mK)。此外，CPCM的柔韌性和形狀適應(yīng)性可以在室溫下實(shí)現(xiàn)，特別是在發(fā)生相變時得到提升。由此產(chǎn)生的CPCM通過在3℃高倍率放電循環(huán)下將電池組的工作溫度保持在45℃以內(nèi)，溫差保持在2℃以內(nèi)，顯示出高效率和熱管理的可靠性。該工作為高效熱管理相關(guān)應(yīng)用提供了一個有希望的選擇。
展開 用于熱管理和儲能系統(tǒng)的微封裝相變材料（EPCM）
來源 | Journal of Energy Storage
01
背景介紹
解決世界能源問題和減緩全球變暖需要創(chuàng)新的傳熱技術(shù)。通過利用傳熱領(lǐng)域的最新進(jìn)展，可以開發(fā)出提高能源效率、高效利用清潔能源、減少環(huán)境污染和碳排放的創(chuàng)新解決方案。
新型傳熱技術(shù)的開發(fā)和實(shí)施對于應(yīng)對全球能源和環(huán)境挑戰(zhàn)以及確保電子元件的可靠運(yùn)行至關(guān)重要。由于電子元件的工作溫度顯著影響其可靠性，因此，熱管理對于電子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和操作至關(guān)重要，熱管理能力不足可能會導(dǎo)致性能下降、關(guān)鍵組件故障。如今，由于電子設(shè)備的物理尺寸不斷縮小以及可用于熱管理的空間有限，尋找合適的電子設(shè)備冷卻技術(shù)已成為一項(xiàng)重大挑戰(zhàn)。封裝相變材料（EPCM）由于其吸收和釋放大量熱量的能力，在與冷卻和加熱相關(guān)的各個領(lǐng)域，特別是在熱能存儲領(lǐng)域中受到了極大的關(guān)注。
02
成果掠影
近期，沙迦美國大學(xué)Mohammad O. Hamdan研究團(tuán)隊(duì)通過將相變材料封裝在保護(hù)殼中，EPCM可以克服相變過程中的泄漏問題，并可以提高PCM的熱穩(wěn)定性、可靠性和性能。此外，EPCM還可以定制以滿足特定的應(yīng)用要求，例如不同的熔點(diǎn)和導(dǎo)熱率。該篇綜述全面概述了 EPCM，包括用于封裝的殼材料、封裝方法、EPCM 特性和熱性能、商用 EPCM，以及最新的研究、應(yīng)用、實(shí)驗(yàn)分析以及各種用于分析EPCM行為的數(shù)值模型，為后續(xù)儲能和熱管理系統(tǒng)的開發(fā)提供了重要指導(dǎo)。
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