固态相变第7章有序无序转变浅析.pptVIP

准晶是一种介于晶体和非晶体之间的固体。根据舍特曼的发现，科学家们随后创造了其他种类的准晶体，并在俄罗斯一条河流内的矿物样品中发现了自然生成的准晶体。一家瑞典公司也在一种钢材中发现了准晶体，它使这一材料像盔甲般坚硬。 由于原子排列不具周期性，准晶体材料硬度很高，同时具有一定弹性，不易损伤，使用寿命长。鉴于其“强化”特性，准晶体材料可应用于制造眼外科手术微细针头、刀刃等硬度较高的工具。此外，准晶体材料无黏着力并且导热性较差，其应用范围还包括制造不粘锅具、柴油发动机等，应用前景广阔。目前，科学家正在试验将准晶体应用于煎锅和柴油发动机等多项产品中。 　　 “舍特曼的发现是科学界最伟大的发现之一，勇敢挑战了当时的权威体系。”纳西·杰克逊说。 近30年后，勇敢质疑“常识”的舍特曼终于获得全世界最权威的科学认可。　　 　　自1986年起，舍特曼已获得物理、化学等领域共计10余个奖项。 1999年获得沃尔夫物理学奖；2000年获得瑞典皇家科学家爱明诺夫奖；2002年获得EMET化学奖；2008年，获得第25届欧洲材料研究协会奖。舍特曼1996年当选以色列科学院院士，2000年当选美国国家工程院院士，2004年当选欧洲科学院院士。他是以色列工学院教授，同时兼任美国能源部艾姆斯实验室和美国爱荷华州立大学材料科学系教授。 军事 一旦装备部队，将是相变材料一重大贡献。军车、军人服装、舰船、飞机、坦克、潜艇等军事各个方面，均是相变材料运用的重要领域，可以极大的提高战斗力和防护持久能力。 通讯、电力 在通讯、电力等设备箱（间）降温方面，相变材料可以节省设备成本75%以上。在通讯领域，已经广泛应用于通讯基站的机房、电池组间，使传统的一年寿命的设备可以延长到4年或更多。 运用范例：相变材料恒温UPS机箱 1. 介绍 不间断电源（UPS）作为一种可靠的电源供给系统被广泛应用于各行各业如通信，铁路和油田等。在很多情况下UPS与用电设备一起被安装在野外，受环境的影响很大。而UPS中蓄电池的充放电产生的高温和环境温度升高都会影响其寿命。在常温25℃时，温度每上升10℃，电池的寿命将缩短一半。使用空调给UPS降温的运行和维护成本甚至比更换电池的成本还高。大部分安装UPS的野外机箱或设备箱的箱内温度控制是通过箱体的隔热材料并利用空气对流来实现的，这种控制温度方式存在两个很大的缺陷：一、当箱外的环境温度升高时，箱内的UPS或其它设备运行都产生热量，自身的热再加上环境的热，就非常容易产生高温；二、箱体使用了隔热材料，是为减少受箱外的温度的影响，亦正因为这样，内部的热无法及时散去而会慢慢积累，最终导致温度上升；这些箱体都是长年放置于野外使用的，往往因为长期高温工作，因而影响了箱内的UPS 和各种设备或电子元件的性能，使正常的使用寿命缩短，增加了经营成本。特别是在边远地区或温室效应大的区域，以上的问题仍然没有较好的解决方法，所能做得只是频繁地更换电池和各种设备。 2 解决方案 为了解决野外UPS机箱、设备箱或信号箱的温度控制难题，研发者提供了一种特殊的相变材料能量存储热交换的方案。已知许多物质在特定温度下会改变形态，这类物质称为相变材料（Phase Change Material- PCM）. 相变材料在改变形态时会吸收或释放能量，称之为潜热。本方案利用相变材料在发生相变时吸收潜热的特性，在UPS机箱、设备箱、信号箱等内填装一定数量的相变材料，并使用进风/排风扇和相应的箱内外温度监控装置而达致温度控制的效果；当监 测到箱体外环境温度低于相变温度及箱体内的温度高于设备指定温度时，通风控制系统的装置会将箱外的空气输入箱内，一方面为箱体制冷，另一方面将能量储存在相变材料中；当监测到箱体外环境温度高于相变温度或箱体内的温度低于某一指定温度时，通风控制系统会停止工作，释放已存储的冷能量，达到制冷的目的。在这过程中只消耗少许的电能（风扇耗电），但可以很好地解决野外UPS机箱的温度控制难题。 本方案所采用32°C的相变材料，具有潜热大和稳定性高的特点，使用周期可长达二十年以上。相变材料被嵌入特制的铝合金散热器中，散热器的一部在机箱内部，吸收机箱内UPS和设备产生的热量。另一部在机箱上部通过风扇和环境进行热交换。 温度控制系统的工作由监控装置控制，其监测的目的是：维持箱内的温度于某一特定的温度，此温度有利于箱中的UPS电池和电子部件的寿命得以延长；恒定温度的选择要保证在夏天机箱外的温度非常高的时候也不会影响内部部件的寿命，增加经营成本。 一个典型的温度控制过程如下： 当监测到箱内的温度高于40℃及箱外温度低于30℃时，进风风扇及排风风扇会即刻起动，为相变材料提供能量的交换，相变材料散热器吸收机箱内的热量和外部环境进行能量交换，达至