Angesichts der häufig auftretenden Phänomene von großer Unterkühlung und geringem Wärmeleitkoeffizienten bei Phasenwechsel in Wasser als gängigem Kältemedium im Kühlbereich wurde ein Verbund-Phasenwechselmaterial entwickelt, das Wasser als Basisflüssigkeit verwendet und Nanopartikel sowie Dispergiermittel enthält. Die Materialformel hat ein Massenverhältnis von Wasser + 0,7 % nano-Titanoxid (TiO2) + 1,0 % Natrium-Dodecylbenzen-Sulfonat (SDBS), mit einer Phasenwechseltemperatur von 0,216 ℃ und einer Phasenwechsel-Enthalpie von 353,1 kJ/kg. Durch Zugabe von nano-TiO2 in Wasser wurde die Unterkühlung während des Phasenwechsels um 5~6 ℃ reduziert und der Wärmeleitkoeffizient im Vergleich zur Basisflüssigkeit um 62,7 % von 0,5988 W/(m·K) auf 0,9745 W/(m·K) erhöht; gleichzeitig verbesserte das Hinzufügen des Dispergiermittels SDBS das Absetzproblem von nano-TiO2 im Wasser, erhöhte die Stabilität des Materials und verhinderte die Phasentrennung. Auf der Grundlage von Theorie und Experiment wurden die thermischen Eigenschaften von wasserbasierten nano-verstärkten Verbund-Phasenwechselmaterialien mit unterschiedlichen Massenverhältnissen von nano-TiO2 und Dispergiermittel SDBS zusammengefasst und analysiert, wobei das beste Massenverhältnis von nano-TiO2 zu SDBS im Wasser mit 7∶10 bestimmt wurde. Durch Beobachtung der Farbe und Wärmeleitfähigkeitstests der optimalen Probe nach der Standzeit zeigte sich, dass nano-TiO2 im Wasser eine gute Dispersionsstabilität besitzt.

Verbund-Phasenwechselmaterialien;Unterkühlung;Wärmeleitkoeffizient;Nanomaterialien;Thermische Eigenschaften