Результат интеллектуальной деятельности: ТЕПЛОАККУМУЛИРУЮЩИЙ МАТЕРИАЛ

Изобретение относится к разработке теплоаккумулирующих материалов, применяемых для обеспечения рабочих режимов эксплуатации электронных элементов, приборов и приводов, в термостабилизирующих устройствах, а также для стабилизации положительной температуры при перевозке объектов логистическими компаниями и в быту.

Известны теплоаккумулирующие материалы с температурами плавления +24,2±0,1°C (а.с. 812821, C09K 5/06, СССР) и +25,8°C (а.с. 842094, C09K 5/06, СССР).

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является теплоаккумулирующий материал с температурой плавления +25,8°C (а.с. 842094, C09K 5/06, СССР), состоящий из кристаллогидрата азотнокислого марганца и кристаллогидрата азотнокислого цинка.

Недостатком данного теплоаккумулирующего состава является увеличение температуры переохлаждения, которая может достигать более 20°C уже на 5 цикле плавления и кристаллизации. Увеличение величины переохлаждения может негативно повлиять на устойчивую работу термостабилизирующих устройств. Для поддержания постоянной температуры в различных электронных устройствах требуется комплект теплоаккумулирующих составов с различной температурой плавления, отличающей на 0,1°C и 0,01°C.

Задачей изобретения является разработка состава теплоаккумулирующего материала и обеспечение возможности его стабильной работы при температуре +25,5±0,5°C.

Техническим результатом изобретения является уменьшение величины переохлаждения кристаллогидратной эвтектической системы.

Поставленный технический результат достигается тем, что теплоаккумулирующий материал, включающий кристаллогидрат азотнокислого цинка, дополнительно содержит кристаллогидрат азотнокислого никеля, кристаллогидрат азотнокислого лития и кристаллогидрата азотнокислого магния, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

и имеет работоспособность в интервале температур +25,5±0,5°C.

При введении в смесь, состоящую из кристаллогидрата азотнокислого цинка, дополнительных компонентов в виде кристаллогидрата азотнокислого никеля и кристаллогидрата азотнокислого лития и кристаллогидрата азотнокислого магния достигается стабильная работа теплоаккумулирующего материала без увеличения температуры переохлаждения при циклах плавления и кристаллизации.

Экспериментально установлено, что данный материал плавится и кристаллизуется при температуре +25,5±0,5°C, имеет величину переохлаждения от 3 до 4°C, теплоту плавления 220±10 кДж/кг. Этот материал не изменяет свои теплофизические свойства при неограниченном количестве циклов плавления-кристаллизации и неограниченном сроком эксплуатации.

Теплоаккумулирующий материал готовят следующим образом, необходимые количества LiNO₃·3H₂O (марки ХЧ или ЧДА), Ni(NO₃)₂·6H₂O (марки ХЧ или ЧДА), Zn(NO₃)₂·6H₂O (марки ХЧ или ЧДА), Mg(NO₃)₂·6H₂O (марки ХЧ или ЧДА) помещают в стеклянную пробирку и аккуратно нагревают при температуре свыше 50°C до полного расплавления компонентов, в результате чего получается гомогенный раствор. Если соли сильно обводнены, необходимо произвести удаление лишней некристаллизационной воды известным способом. Затем гомогенный раствор заливают в соответствующую емкость и герметично закрывают. При этих условиях свойства данного материала не изменяются при неограниченных циклах плавления и кристаллизации и при длительной эксплуатации и хранении.

Пример 1.

Для приготовления 100 г состава на технических весах (с точностью ±0,01 г) взвешивают - 10,5 г Ni(NO₃)₂·6H₂O, 4,5 г Zn(NO₃)₂·6H₂O, 16,5 г Mg(NO₃)₂·6H₂O и 68,5 г LiNO₃·3H₂O, помещают в стеклянную пробирку и термостатируют при температуре свыше 50°C до полного расплавления компонентов.

Пример 2.

Для приготовления 100 г состава на технических весах (с точностью ±0,01 г) взвешивают - 12,25 г Ni(NO₃)₂·6H₂O, 5,25 г Zn(NO₃)₂·6H₂O, 17,25 г Mg(NO₃)₂·6H₂O и 65,25 г LiNO₃·3H₂O, помещают в стеклянную пробирку и термостатируют при температуре свыше 50°C до полного расплавления компонентов.

Пример 3.

Для приготовления 100 г состава на технических весах (с точностью ±0,01 г) взвешивают - 14,5 г Ni(NO₃)₂·6H₂O, 6,5 г Zn(NO₃)₂·6H₂O, 18,5 г Mg(NO₃)₂·6H₂O и 60,5 г LiNO₃·3H₂O, помещают в стеклянную пробирку и термостатируют при температуре свыше 50°C до полного смешения компонентов.

Свойства материалов (1, 2, 3) приведены в таблице 1.

Приведенный в таблице 1 образец №2 является относительно оптимальным, имеет большое количество эвтектики и минимальную величину переохлаждения.