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热化学实验室研制出相变材料大样量测试绝热量热仪

2026-06-22

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近日,中国科学院大连化学物理研究所热化学实验室史全与罗积鹏团队成功设计搭建出一台80-400 K温区绝热量热仪,可满足大块体、大容量相变建筑材料(PCBMs)热力学性质精准测量的需求。

相变建筑材料依托核心相变材料的固有相变特性,可在极小温度波动范围内吸收或释放大量能量,在优化建筑室内热舒适性、提升建筑节能效率领域广受关注。要设计开发高性能PCBMs、准确评估其实际应用性能,精准测定其热力学性质尤其是相变相关参数是关键前提。但现有量热技术普遍存在仅支持毫克级小样品测试、测量精度不足的局限,而PCBMs本身体积较大,内部相变材料分布不均,小样品测试结果很难反映材料整体真实性能,最终导致测量结果可靠性差。

针对上述问题,研究团队基于前期量热仪研制工作(J.Therm. Anal. Calorim.,2008;Thermochim. Acta,2023;Rev. Sci. Instrum., 2024;),在保障仪器测量准确度的基础上,设计出可适配10 mL大块体、大容量样品测试的量热计。经铜、α-氧化铝、苯甲酸、正庚烷四种标准样品测试标定,该绝热量热仪热容测量准确度±1.5%、精度±0.5%,相变焓测量准确度±0.07%,相变温度测量准确度±0.32 K。此外,团队还利用该仪器完成了共晶水合盐复合相变材料、十八烷微胶囊相变浆料的热力学性质测试,进一步证实该仪器可稳定、准确地获得大块体、大容量复合相变材料的热力学参数,为相变建筑材料的研发与产业化应用提供了关键测试装备支撑。


相关研究成果以“Thermodynamic Properties Measurement of Phase Change Building Materials Using a Large Sample Volume Adiabatic Calorimeter”为题,于近日发表在《化学热力学杂志》(The Journal of Chemical Thermodynamics)上。该工作第一作者是大连化物所与大连海事大学联合培养硕士研究生傅宛鑫。上述工作得到了国家重点研发计划和国家自然科学基金等项目资助。(文/图 傅宛鑫)


文章链接:https://doi.org/10.1016/j.jct.2026.107709