[发明专利]一种用于相变蓄冷的电沉积泡沫金属及其制备方法

说明书

本发明公开了一种用于相变蓄冷的电沉积泡沫金属及其制备方法，涉及传热传质技术领域。该用于相变蓄冷的电沉积泡沫金属包括：电沉积泡沫金属和相变蓄冷材料。泡沫金属的表面电化学沉积有微纳结构；相变蓄冷材料附着于沉积有微纳结构的泡沫金属的表面。该泡沫金属具有微纳结构，微纳结构可增大泡沫金属的传热接触面积，提高泡沫金属的热传导，强化相变蓄冷材料的传热过程。同时，由于微纳结构还可以在材料凝固时提供大量的晶体成核位点，因此还可以使得固相晶体更容易吸附在结构的表面，从而解决现有蓄冷材料的过冷问题。并且，微纳结构可以更好地将相变蓄冷材料束缚在特定空间，提高反复凝固、融化过程中蓄冷材料在泡沫金属表面的附着的稳定性。

技术领域

本发明涉及传热传质技术领域，具体而言，涉及一种用于相变蓄冷的电沉积泡沫金属及其制备方法。

背景技术

泡沫金属在传热传质领域有着广泛的应用。其中，将泡沫金属填充到蓄冷材料中，可以起到增强蓄冷材料导热系数的作用。但由于泡沫金属的骨架表面一般较为光滑，其与蓄冷材料间的接触热阻较大。而蓄冷材料在多次融化、凝固后，容易团聚在泡沫金属的孔道中心，与泡沫金属骨架的接触情况变差。此外，泡沫金属虽然能起到一定的强化传热作用，但其对蓄冷材料相变过程中的过冷现象改善不大。寻找一种有效解决现有蓄冷技术中接触热阻大，稳定性差，过冷差大等缺点的材料及制备技术，显得非常有必要。

鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于相变蓄冷的电沉积泡沫金属，其通过微纳结构的设置可有效地解决现有技术中蓄冷材料接触热阻大、稳定性差、过冷差大的问题。

本发明的另一目的在于提供一种用于相变蓄冷的电沉积泡沫金属的制备方法，其可快速高效地制备得到上述的蓄冷材料。

本发明是这样实现的：

第一方面，本发明实施例提供一种用于相变蓄冷的电沉积泡沫金属，包括：

泡沫金属，泡沫金属的表面电化学沉积有微纳结构；

相变蓄冷材料，附着于沉积有微纳结构的泡沫金属的表面。

在可选的实施方式中，微纳结构呈多级拓扑形态；且当微纳结构呈二级拓扑形状时，其一级拓扑结构为蜂窝状、枝晶状以及珊瑚状中的一种或多种，其二级拓扑结构为组成一级拓扑结构的微、纳米颗粒物。

在可选的实施方式中，相变蓄冷材料为可发生液固相变的材料；

泡沫金属为可用于电沉积修饰，且不与电解液发生反应的泡沫金属材料。

在可选的实施方式中，相变蓄冷材料选自水、有机工质以及无机物中的一种或多种；

泡沫金属选自泡沫铜、泡沫镍以及泡沫锌中的一种或多种；

电解液为硫酸-硫酸铜体系或氯化镍-氯化铵体系。

在可选的实施方式中，泡沫金属的孔隙率为10％～99.99％，其孔密度为10ppm～500ppm。

第二方面，本发明实施例提供一种前述实施方式中任一项的用于相变蓄冷的电沉积泡沫金属的制备方法，包括：

将微纳结构电化学沉积于泡沫金属的表面；

将相变蓄冷材料附着于沉积有微纳结构的泡沫金属的表面。

在可选的实施方式中，将微纳结构电化学沉积于泡沫金属的表面的步骤具体包括：

将泡沫金属置于电解液中，并通电流进行电沉积，使得电解液中的金属单质或金属复合物在电沉积泡沫金属上生长并形成微纳结构。