專利名稱：高聚物高溫高效熱導(dǎo)介質(zhì)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及熱傳導(dǎo)，尤其涉及一種相變熱導(dǎo)介質(zhì)。
眾所周知，環(huán)境保護(hù)與能源，是當(dāng)今人類面臨的兩個(gè)重大課題。環(huán)境保護(hù)在很大程度上有賴于能源的合理利用，因?yàn)槟壳暗哪茉?0％來自煤、石油和天然氣燃料，而造成大氣污染的二氧化碳絕大部分產(chǎn)生于這些燃料的燃燒。所以，有效地綜合利用能源，提高熱導(dǎo)效率和熱能利用率，不僅對(duì)于節(jié)約能源有重大意義，而且對(duì)降低污染和改善人類生態(tài)環(huán)境都有積極、深遠(yuǎn)的價(jià)值。
為了達(dá)到這一目標(biāo)，許多科學(xué)技術(shù)工作者致力于提高熱管的熱導(dǎo)率和熱傳導(dǎo)速度的研究工作；而提高熱導(dǎo)率與熱傳導(dǎo)速度的關(guān)鍵，則在于尋找一種高溫高效的導(dǎo)熱工作介質(zhì)，故近年來，導(dǎo)熱介質(zhì)的研究已成為一熱門課題。所述熱管導(dǎo)熱，就是將一種固態(tài)或液態(tài)的導(dǎo)熱介質(zhì)(傳熱工作介質(zhì))注入碳鋼管或其它金屬管并加以密封，制成熱管。當(dāng)熱管的一端與高溫相接觸時(shí)，工作介質(zhì)即吸熱發(fā)生相變(由固態(tài)或液態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài))，介質(zhì)蒸氣即迅速將熱傳給低溫端，同時(shí)工作介質(zhì)冷凝并回復(fù)至初態(tài)。隨著工作介質(zhì)循環(huán)往復(fù)的相變，使熱量不斷地從高溫區(qū)傳至低溫區(qū)，完成整個(gè)傳熱過程。
但是，所述熱管的導(dǎo)熱能力，均受到工作介質(zhì)的限制，例如水由于其臨界溫度為374.15℃，臨界壓力為225.65Kg/cm2，超過該臨界點(diǎn)后，工作介質(zhì)(水)就不再有相變發(fā)生；故而熱管的導(dǎo)熱能力和工作范圍是受介質(zhì)物理性質(zhì)的限定的，需要指出的是熱管在超過臨界點(diǎn)工作時(shí)，會(huì)因壓力過高而爆管，或因高溫而使介質(zhì)蒸發(fā)干涸，進(jìn)而導(dǎo)致碳鋼管脫碳變形、毀壞設(shè)備，甚至發(fā)生爆炸的嚴(yán)重后果。為改善熱管性能，目前較常用導(dǎo)熱介質(zhì)為鐒、鎂、鍶、鉀、鈷等。這些導(dǎo)熱介質(zhì)雖然有很高臨界溫度和臨界壓力，在很大程度上改善了熱管的安全性能，但是應(yīng)當(dāng)看到這些元素具有很強(qiáng)的放射性或者非?；顫姷幕瘜W(xué)性質(zhì)，極易污染環(huán)境，并危害人體健康，而且有制備復(fù)雜，操作危險(xiǎn)，價(jià)格昂貴等缺點(diǎn)。
本發(fā)明的目的是提供一種用于導(dǎo)熱元件的具有熱導(dǎo)率高，相變潛熱大、制取容易、成本較低、使用安全、無環(huán)境污染等優(yōu)點(diǎn)的高聚物高溫高效熱導(dǎo)介質(zhì)，以改善熱管性能，提高熱能利用率。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下本導(dǎo)熱介質(zhì)由主熱導(dǎo)工質(zhì)HOCH2[CH2-O-CH2]nCH2OH、活潑增效劑C2H5OH、氧化親和劑(催化劑)H2O2、著色劑堿性紫5BN組成；其中，各組分的重量百分?jǐn)?shù)如下HOCH2[CH2-O-CH2]nCH2OH75-85％C2H5OH10-20％H2O22-6％5BN 0-2％所述HOCH2[CH2-O-CH2]nCH2OH，是由C2H5OH經(jīng)脫水縮合的產(chǎn)物，其分子量為102-106。
為闡明本導(dǎo)熱介質(zhì)性能與特點(diǎn)，茲結(jié)合實(shí)施例說明如下例1，取一長度為1000毫米、內(nèi)徑為25毫米、壁度為2.5毫米的碳鋼管或其它金屬管，注入上述配方的熱導(dǎo)介質(zhì)50克，抽去鋼管內(nèi)的空氣，并在管內(nèi)在壓力小于0.1Pa的高真空條件下快速封閉，即成高效導(dǎo)熱元件“熱管”。
例2，將熱導(dǎo)元件“熱管”，按設(shè)計(jì)裝入熱交換設(shè)備中。運(yùn)行時(shí)，管內(nèi)熱導(dǎo)介質(zhì)在高溫區(qū)受熱即吸熱蒸發(fā)(汽化)，在高真空狀態(tài)下蒸汽迅速運(yùn)動(dòng)到低溫區(qū)，并在低溫區(qū)快速冷凝，同時(shí)將相變潛熱(化學(xué)勢)以瞬態(tài)等溫傳熱的方式傳導(dǎo)至低溫區(qū)。通過熱導(dǎo)介質(zhì)在高溫端的吸熱汽化和在低溫區(qū)冷凝放熱的循環(huán)往復(fù)，熱管即可迅速地將高溫區(qū)的熱量傳導(dǎo)到低溫區(qū)。由于本發(fā)明的熱導(dǎo)介質(zhì)溶點(diǎn)和沸點(diǎn)較低，而其相變潛熱為水的2-3倍(146-252焦耳/克)且在低、中、高溫狀態(tài)都能正常運(yùn)行；即使在2000-2500℃的高溫狀態(tài)下，也能保持工況穩(wěn)定，不爆管、不干涸、不結(jié)垢，為高效導(dǎo)熱和安全運(yùn)行提供了保證。
例3，將例1所制熱管的一端插入850-1000℃的爐中，經(jīng)2-3秒，另一端即可升溫至450-520℃，其熱導(dǎo)率分別為銅和鋁的3000-5000倍，為鋼、鐵的10000-15000倍，傳導(dǎo)熱效率達(dá)98％，接近等溫傳導(dǎo)。
從上述熱導(dǎo)介質(zhì)配方和實(shí)施例可以看出，本熱導(dǎo)介質(zhì)的優(yōu)點(diǎn)是①無毒、無放射性，對(duì)環(huán)境無污染；②制取容易，成本較低；③本熱導(dǎo)介質(zhì)可填注于多種圓滑過渡(無死角)的金屬管或殼體中，熱管制作方便；④介質(zhì)相變潛熱大，為制造高效熱管提供了物質(zhì)基礎(chǔ)；⑤其物理化學(xué)性能穩(wěn)定，介質(zhì)工作范圍大，為熱管的安全運(yùn)行提供了保證；⑥介質(zhì)導(dǎo)熱率高、導(dǎo)熱速度快，有利于熱能的有效利用。綜上所述，本發(fā)明完全實(shí)現(xiàn)了發(fā)明目的。
權(quán)利要求
1.一種用于熱導(dǎo)元件的高聚物高溫高效熱導(dǎo)介質(zhì)，其特征在于本導(dǎo)熱相變介質(zhì)由主熱導(dǎo)工質(zhì)HOCH2[CH2-O-CH2]nCH2OH、活潑增效劑C2H5OH、氧化親和劑(催化劑)H2O2、著色劑堿性紫5BN組成；其中，各組分的重量百分?jǐn)?shù)如下HOCH2[CH2-O-CH2]nCH2OH75-85％C2H5OH10-20％H2O22-6％5BN 0-2％所述HOCH2[CH2-O-CH2]nCH2OH，是由C2H5OH經(jīng)脫水縮合的產(chǎn)物，其分子量為102-106。
全文摘要
一種高聚物高溫高效熱導(dǎo)介質(zhì),它涉及導(dǎo)傳熱,尤其涉及相變導(dǎo)熱介質(zhì)。本發(fā)明主要用于熱導(dǎo)元件的熱導(dǎo)介質(zhì),由HOCH
文檔編號(hào)C09K5/02GK1202512SQ9711247
公開日1998年12月23日 申請(qǐng)日期1997年6月13日 優(yōu)先權(quán)日1997年6月13日
發(fā)明者史鳳容 申請(qǐng)人:史鳳容