相变膨胀石墨/水泥复合材料的制备及其热电性能

作者：张思卿; 魏剑^*; 王涛涛; 惠嘉伟; 郭宇鹏; 王元; 李雪婷; 石宗墨

来源：复合材料学报, 2023, 1-11.

DOI：10.13801/j.cnki.fhclxb.20230529.005

• 石蜡
• 膨胀石墨
• 相变材料
• 水泥基材料
• 热电性能

热电水泥基复合材料可以将建筑物环境中的热能转化成电能，作为一种新型的能源转换途径，近年来受到了广泛地关注和研究。热电水泥基复合材料在应用过程中存在最佳工作温度与环境温度不匹配的问题，热电转换效率过低，制约了热电水泥的应用。本研究将熔融共混制备的膨胀石墨(Expanded Graphite，EG)/石蜡(Paraffin Wax，PW)相变复合材料掺入水泥基材料中，制备相变膨胀石墨/水泥复合材料。研究相变复合材料掺入量对水泥基材料热电性能的影响。相变复合材料含量的增加调节了水泥基复合材料最佳热电性能的温度区间。测试结果表明热电性能最大值对应的温度点由55 ℃调节至60 ℃和65 ℃，其对应的Seebeck系数分别为-24.65 μV/℃、-30.97 μV/℃和-30.90 μV/℃，功率因数分别为1.39 μW·m-1·K-2、1.57 μW·m-1·K-2和1.67 μW·m-1·K-2，ZT值分别为5.53×10-5、6.50×10-5和7.07×10-5。相变复合材料在相变过程中吸收热量，降低了水泥基材料的升温速率，削弱了因温度升高导致载流子浓度增加引起Seebeck系数的下降，调节了水泥基材料功率因数峰值对应的温度区间，调控了热电水泥基复合材料的使用温度范围。本研究为改善热电水泥基复合材料性能提供了新的途径和方法。

• 单位
  西安建筑科技大学