一种基于电热制冷材料的扭热制冷方法技术

一种基于电热制冷材料的扭热制冷方法。所述扭热制冷方法是将传统电热制冷材料聚偏氟乙烯纤维制备成盘绕结构或手性弹簧结构，在发生机械变形过程中，纤维降温，从外界吸收热量，达到制冷的效果。该盘绕结构纤维在释放预应变88％的时候，实现了最大-2.6℃的降温。在释放预应变700％的同手性弹簧纤维，实现了最大-2.1℃的降温；在拉伸应变达到150％的异手性弹簧纤维，实现了最大-0.4oC的降温。通过设计、制备“扭热制冷”原型器件，实现了对以水为媒介的0.5℃的制冷。这项工作为固体制冷材料的制备开辟了一条途径，并可将其应用于制冷器的制备、远程颜色传感器及可穿戴变色智能织物。远程颜色传感器及可穿戴变色智能织物。远程颜色传感器及可穿戴变色智能织物。

【技术实现步骤摘要】
一种基于电热制冷材料的扭热制冷方法


[0001]本专利技术属于固体制冷领域，特别涉及一种基于电热制冷材料的扭热制冷方法。

技术介绍

[0002]气体压缩制冷作为日常必需品之一，被广泛的应用在家用冰箱、空调及食品保鲜领域。据估计气体压缩制冷的耗电量占全球用电量的15％。此外，所产生的温室气体(CO2)占全球温室气体排放量的近10％。因此，为了建立一个节能环保的世界，需要开发新的制冷技术去代替传统蒸汽压缩制冷技术。这种社会背景下，固态制冷技术应运而生，如弹热制冷、压热制冷、热电制冷、磁热制冷、电热制冷、扭热制冷等。这项新型制冷技术的工作基础是固态材料的热效应，即材料在施加或去除外场时产生的热响应。
[0003]目前，针对传统高分子材料的扭热制冷技术已做了初步研究，例如超高分子量聚乙烯、低密度聚乙烯和尼龙高分子材料。这些扭热制冷材料的研究，仅仅局限于材料的高强度力学性能，而针对其功能高分子聚合物的扭热制冷研究仍然匮乏。其中，聚偏氟乙烯由于其优异的铁电、介电、压电性能，在电热制冷和传感领域被广泛应用。并且，在电场力驱动下，室温环境的聚偏氟乙烯基本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于电热制冷材料的扭热制冷方法，其特征在于，所述扭热制冷方法是将电热制冷材料聚偏氟乙烯纤维制备成盘绕结构或手性弹簧结构，在拉伸过程中，纤维升温，向外界释放热量，在释放预拉伸过程中，纤维降温，从外界吸热，从而达到降温制冷效果。2.根据权利要求1所述的基于电热制冷材料的扭热制冷方法，其特征在于，所述盘绕结构纤维的制备是，将纤维一端固定在电机上，另一端挂重物使纤维扭转，最终形成盘绕结构；盘绕结构通过所挂重物的重量进行调整，实现30％-55％的最大可逆应变调节；重物的重量为100-300g。3.根据权利要求2所述的基于电热制冷材料的扭热制冷方法，其特征在于，所述盘绕结构纤维在不同温度下进行加热定型，加热温度为110℃-150℃。4.根据权利要求1所述的基于电热制冷材料的扭热制冷方法，其特征在于，所述手性弹簧结构纤维的制备是，将纤维一端固定在电机上，另一端挂重物使纤维扭转，然后按不同加捻方向缠绕在铁棒上，加热固化，最终形成具有不同手性的弹簧结构纤维；电机加捻速度为0-1000rpm，加捻密度为0-12turns/cm，加热温度为110-150℃。5.根据权利要求4所述的基于电热制冷材料的扭热制冷方法，其特征在于，所述手性弹簧结构纤维按不同加捻方向缠绕在不同直径的铁棒上，两端固定加热固化，最终形成具有不同手性的弹簧结构纤...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘遵峰，王润，
申请(专利权)人：南开大学，
类型：发明
国别省市：