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相变材料(PCM - Phase Change Material)是指温度不变的情况下而改变物质状态并能提供潜热的物质。转变物理性质的过程称为相变过程，这时相变材料将吸收或释放大量的潜热。
什么是相变？
物质从一种相转变为另一种相的过程。物质系统中物理、化学性质完全相同，与其他部分具有明显分界面的均匀部分称为相。与固、液、气三态对应，物质有固相、液相、气相。
一级相变：
在发生相变时，有体积的变化同时有热量的吸收或释放，这类相变即称为“一级相变”。例如，在1个大气压0℃的情况下，1千克质量的冰转变成同温度的水，要吸收79.6千卡的热量，与此同时体积亦收缩。所以，冰与水之间的转换属一级相变。
二级相变：
在发生相变时，体积不变化的情况下，也不伴随热量的吸收和释放，只是热容量、热膨胀系数和等温压缩系数等的物理量发生变化，这一类变化称为二级相变。正常液态氦（氦Ⅰ）与**流氦（氦Ⅱ）之间的转变，正常导体与**导体之间的转变，顺磁体与铁磁体之间的转变，合金的有序态与无序态之间的转变等都是典型的二级相变的例子。

挑选相变材料的过程中，必须考虑以下几大因素：
（1）热物理性质因素，具体来说包含相变温度保持适中、相变焓尽可能大和传热特性尽可能良好。在确定合适的相变材料来填充蓄热系统时，必须使得系统加热和冷却的操作温度符合相变材料的相变点，另外需要注意挑选材料的相变焓应越高越好，尤其是单位体积的相变焓应当越高，从而可以节省容器体积。除此以外，挑选相变材料的热导率应当越高越好，这样可以帮助蓄热系统储放热。
（2） 物理因素，包含良好的相平衡、高密度、很小的体积变化以及较低的蒸汽压力。加热融化过程中的相稳定性有助于热量的存储，高密度可以使得容器设计时体积更小，较低的蒸汽压力以及较小的体积变化有助于减少容器的气密性问题。
（3）动力学因素，包含无过冷和充分的结晶。过冷是一些相变材料很大的缺点，尤其对于水合盐来说，过冷是一个首先要解决的问题。 这是因为过冷将会严重削弱相变材料的相变潜热值，甚至随着循环次数的增多。过冷度会使得蓄热材料完全失去储放热的能力。
（4） 化学因素，该因素包含材料的化学稳定性应维持尽可能长的时间；蓄热材料应当与容器材料具备非常好的相容性；材料应当无毒性以及不可燃性。
（5） 经济因素，包含丰富的来源、易得和价格低廉。要使得相变材料具备工业应用价值，其价格应当尽可能低，而不能显著的增加工业成本。

固-固相变材料的储能原理如下：
当物质由一种结晶态向另一种结晶态的转变时，会发生能量的转换，利用该过程可以达到储能的目的。这类相变材料特点是：
1、很小的潜热蓄热密度；
2、跟固液相变体积变化相比，固固相变的体积变化较小。

固-固相变具备一项很明显的优势：
由于对容器的要求不高，因此带来容器设计上的灵活性。 相比于固固相变材料， 固气相变和液气相变这两类材料的相变潜热更大，但是这两类相变材料具有一个很明显的缺点：即在相变过程中，这两类相变材料会伴随大量气体的产生，对容器的气密性有很高的要求，因此使得容易设计很复杂和不切实际。虽然固液相变材料的相变焓略微小于气液相变材料的相变焓，但是气液相变过程体积变化是固液相变材料蓄热过程中的体积变化的 10 倍。因此相似的相变焓和蓄热过程中显著小的体积变化，使得固液相变材料被认为是一种非常具有工业应用价值的潜热蓄热材料。
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