摘要：本文針對相變材料熱效能測試的兩個國際標準測試方法，astm c1784和ral-gz 896，對這兩種方法的進行了簡述來和比較，使得對相變材料熱效能測試評價有更深刻的了解，以便在實際應用中做出更合理的選擇和應用。本文由「上海依陽實業****」原創。
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原文pdf檔案：兩種相變材料熱效能標準測試方法比較
對於相變材料熱效能測試，目前國際上有兩個機構分別頒布了相應標準測試方法，乙個是美國材料與試驗協會astm（american society for testing and materials），另乙個是相變材料質量協會（quality association pcm）。
為了制訂相變材料效能要求和合適的質量保證規範，2023年國際上一些公司機構成立了相變材料質量協會（quality association pcm），2023年德國質量保證與認證研究院（ral）接受了該協會制訂的相變材料質量和測試規範（quality and testing specifications for pcm：ral-gz 896），並允許使用ral質量標誌授予高質量的相變材料產品。
對於相變材料熱效能的測試評價，主要包括以下幾方面的內容：
（1）儲熱量：相變材料可以再次吸收和釋放的熱量，一般是越多越好。
（2）相變溫度：相變材料吸收和釋放熱量的溫度範圍定義，一般應該是盡可能的狹窄和恆定。
（3）導熱性能：導熱係數應盡可能高，以便能夠快速完整地傳輸熱量。
（4）穩定性：使用壽命盡可能長並沒有明顯的效能損失。
目前國際上針對相變材料的這兩個標準測試方法，在熱效能測試評價上各有側重。本文將通過對這兩種方法的簡述來對這兩種方法進行比較，使得對相變材料熱效能測試評價有更深刻的了解，以便在實際應用中做出更合理的選擇和應用。
（1）ral-gz 896
ral-gz 896包括了三個標準測試方法，分別用於相變溫度和蓄熱、導熱係數以及迴圈穩定性的測試，所對應的標準測試方法分別為dsc法、t-history法和多層量熱計法。
（2）astm c1784
c1784是基於astm c518穩態熱流計法傳熱效能測量裝置所建立的測試方法，除了可以測量相變材料的相變溫度和蓄熱量之外，自然也可以測量相變材料的導熱係數和迴圈穩定性。基於astm c1784方法測量裝置結構如圖2-1所示。
圖2-1 熱流計法熱效能測量裝置結構示意圖
（1）相變材料（pcm ）的分類
（2）測試結果描述
圖3-1 熱焓-溫度關係圖
圖3-2 箱形關係圖
（3）重複性測量
（2）astm c1784熱焓校準
（3）溫度校準依據astm e967。
5.1. astm校準步驟
（1）至少採用2個已知小熱容的樣品（不同厚度）進行校準。
（2）整個試驗溫度範圍要橫跨相變溫度範圍兩端各10℃左右。
（3）在步進溫度差分割的時間內對熱流進行積分。
（4）繪製熱流積分與不同樣品厚度的關係圖，如圖5-1所示。
圖5-1 熱流積分與不同樣品厚度的關係圖
（5）對於每乙個平均溫度測量值都外推到0厚度。
（6）繪製0厚度樣品隨平均溫度的變化曲線得到隨平板溫度變化的熱流計修正因子。如圖5-2 所示。
圖5-2 校準試驗曲線
5.2. astm中的測試引數確定
（1）從低於熔點10℃以下的溫度起開始公升溫。
（2）溫度變化步長1.5±0.5 k，每個步長加熱過程的弛豫時間要大於2小時。
（3）加熱結束：如果蓄能返回到乙個很小值（ 完全熔化）。
（4）對於冷卻測量重複以上過程。
整個公升降溫試驗過程中，公升降溫設定曲線、樣品溫度變化曲線和熱流變化曲線如圖5-3所示。
圖5-3 公升降溫曲線和熱流變化曲線
需要注意的是：相變材料相變區間與溫度步長大小及每一溫度步長的馳豫時間有關。
5.3. ral中的測試引數確定
加熱速度試驗
（1）加熱溫度區間要要覆蓋整個熔化和結晶化過程。
（2）公升降溫速度的設定條件為：一是在兩次加熱速度下的溫度峰值之差小於0.2k，二是在相同公升降溫速度時峰值溫度應小於0.5k，如圖5-4和圖5-5所示。
圖5-4 加熱速率相差一半時加熱冷卻曲線峰值小於0.2k
圖5-5 一種公升降溫速率時加熱和冷卻曲線峰值小於0.5k
5.4. astm中的樣品測量和計算
（１）起始溫度和終止溫度要與pcm 活性區間的兩端溫度相差10k以上。
（２）從三個不同起始溫度點開始進行三次測量以增加測量精度。
確定pcm 的活性區間。
5.5. ral中的樣品測量和計算
最大加熱速率的確定原則：
（１）必須要對3個樣品進行6次迴圈測量，溫度區間必須大於熔化和結晶溫度區間±5k。
（2）前兩次的迴圈測試（預熔化）可以快一些進行。
（3）第三次迴圈確定相變溫度和蓄熱。
（4）第3～6次迴圈測試用來確定最小成核溫度。
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