Fasaskiptaefni (PCM) eru flokkur efna sem geta tekið upp eða losað mikið magn af orku (þ.e. Vegna þess að PCM nota dulda hita til að geyma orku bjóða þeir upp á mikla hitageymsluþéttleika, samsettar hitageymslutæki og viðhalda í meginatriðum stöðugu hitastigi meðan á fasaskiptum er, sem gerir þeim auðvelt að stjórna. Með vaxandi alþjóðlegri vitund um orkusparnað hefur þetta einkenni PCMS vakið athygli vísindamanna og PCM hitageymslutækni fær í auknum mæli grip á orkugeymslusviðinu.
I. Kynning á efnislegum tæknieinkennum
Í stórum dráttum er hitageymslutækni með hitageymslu og frystigeymslu, þ.mt skynsamlega hitageymslu og fasabreytingargeymslu. Skynsamleg hitageymsla notar eðlislæga hita getu efnisins til að geyma og losa hitauppstreymi, en fasaskipta geymsla notar frásog og losun hitaorku meðan á fasabreytingunni á PCMS (fasaskiptaefni). PCM, með mikinn hitageymsluþéttleika og lágmarks hitastigssveiflur við hleðslu og útskrift, hafa vakið víðtæka athygli fræðimanna bæði innanlands og á alþjóðavettvangi. Sem stendur innihalda fasaskipti hitageymsluefni aðallega lífrænt, bráðið salt, ál og samsett efni. Það eru fjögur aðalfasabreytingarform: fast - fast, fast - vökvi, fast - gas og vökvi - gas.
Tilvalið fast efni - vökvaskiptaefni ætti að hafa eftirfarandi eiginleika:
(1) mikill duldur samrunahiti, svo að hann geti geymt orku eða losað meiri hita við fasaskipti;
(2) viðeigandi fasa breyta hitastigi til að mæta þörfum;
(3) Góð afturkræfni fastra - vökvaskipta, sem getur forðast yfirkælingu eða ofhitnun eins mikið og mögulegt er;
(4) Stór hitaleiðni fastra - fljótandi fasa;
(5) lítil stækkun og samdráttur við fast - vökvaskipti;
(6) mikill þéttleiki og sértæk hitageta fasabreytingarefna;
(7) ekki - eitrað og ekki - ætandi;
(8) Lítill kostnaður og auðvelt að framleiða.
Í samanburði við fast - vökvaskiptaefni, hafa fast - efni í fasa breytingum marga kosti. Solid - fastfasaskiptaefni er hægt að vinna beint og myndast án þess að þörf sé á gámum. Þeir eru með lágan stækkunarstuðul og lágmarks magnbreytingu við fasabreytingu. Þeir upplifa ekki ofurkælingu eða fasa aðskilnað, útrýma þörfinni fyrir andstæðingur - ofurkælingar eða andstæðingur - fasa aðskilnaðarefni. Þau eru einnig mjög lítil í eiturverkunum og ætandi, leka - ókeypis og umhverfisvæn. Þeir hafa stöðugan samsetningu, afturkræfingu á fasa breytingum og löng þjónustulífi. Þau eru einföld í að setja upp og auðvelt í notkun. Helstu ókostir fastra - fastra fasaskiptaefni eru lítill duldur hiti á fasabreytingu og hátt verð. Vökvi - gas og fast - gasbreyting felur í sér mikið magn af gasi meðan á fasabreytingarferlinu stendur, sem leiðir til verulegra breytinga á rúmmálum. Þess vegna eru þeir sjaldan notaðir þrátt fyrir verulegan áfangabreytingarhita.
II. Umsóknir á fasaskiptum
Þróun fasaskipta orkugeymsluefni hefur smám saman komið inn á verklega stigið, fyrst og fremst til að stjórna viðbragðshita, nota sólarorku og geyma úrgangshita frá iðnaðarviðbrögðum. Lágt - Hitastig orkugeymsla er fyrst og fremst notuð við hitabata úrgangs, geymslu sólarorku og upphitun og loft - ástandskerfi. Hátt - Hitastig orkugeymsla er notuð í hitavélum, sólarorkuverksmiðjum, segulmagnaðir orkuvinnslu og gervihnöttum. Að sprauta þessum efnum í vefnaðarvöru getur búið til léttan fatnað með framúrskarandi hitauppstreymiseiginleikum. Þeir geta einnig verið notaðir til að búa til thermos bolla sem halda hita lengur en venjulegir keramikbollar. Malbik eða sement gangstéttir sem eru gefnir með þessu áfangabreytingarefni geta komið í veg fyrir kökukrem á vegum og brúm. Þess vegna hefur það víðtækar notkunarhorfur í verkfræðieinangrunarefni, heilsugæsluvörum, geimbúnaði, herkönnun og daglegum nauðsynjum.
(1) Umsóknir á fasabreytingum í læknaiðnaðinum
Mörg læknisfræðilegar lækningatæki þurfa stöðugan hitastig í notkun og þarfnast notkunar hitastigs - stjórnað hitageymsluefni til að viðhalda rekstrarhita innan viðunandi marka. Japansk einkaleyfi greinir frá því að nota blöndu af NASO₄10H₂O og MGSO₄7H₂O sem fasabreytingarefni fyrir stofuhita stjórnbúnaðar og viðheldur stofuhita um 25 gráðu. Einnig er hægt að fella sértæki í hitapakkningum úr fasaskiptum til að viðhalda rekstrarhita. Undanfarin ár hefur tegund hitapakka orðið vinsæl á innlendum markaði. Fasi þess - Breyta efni er vökvað salt með fasa - Breyta hitastigi um það bil 55 gráðu. Málmplata þjónar sem fræefni kjarna. Þegar málmplötunni er kreist handvirkt verður yfirborð þess miðja kristalvöxtur, sem leiðir til losunar hita við kristöllun. Samhliða poka sem inniheldur ákveðin hefðbundin kínversk lyf sem vitað er að örva blóðrásina skapar þetta meðferðaráhrif, með nokkurri virkni við meðhöndlun sjúkdóma eins og iktsýki.
(2) Umsóknir á fasa - Breyttu efni í gagnageymslu
PCM er há - árangur, ekki - rokgjarnt minni byggt á chalcogenide gleri. Þessi efnasambönd hafa áríðandi eiginleika: þau breyta mótstöðu þegar þau breytast frá einum áfanga í annan. Kristallaður fasinn í efninu er lítill - viðnám, en myndlausi fasinn er mikill - viðnám. Fasaskiptum er náð með því að beita eða fjarlægja núverandi. Ólíkt hefðbundnum NAND - byggðum ekki - rokgjörn minni, geta PCM tæki stutt nánast ótakmarkaðan fjölda skrifa. PCM tæki bjóða einnig upp á kosti eins og viðbragðstíma aðgangs, bæti - aðilar og handahófi les/skrifa. Það er ein af mörgum geymslutækni sem „breytir framtíðinni.“ Árið 2017 náði rannsóknarteymi undir forystu Song Zhitang, forstöðumanns Shanghai Institute of Microsystem and Information Technology, mikil bylting í nýjum áfanga - breyta minniefni. Þeir lögðu til nýsköpun til hönnunarstefnu fyrir háa - hraðafasa - breyta efni og lágmarka handahófi kjarna innan myndlauss áfanga - Breyttu þunnum kvikmyndum til að ná skjótum kristöllun. SC - sb - te - byggður áfanga - breyta minni tæki, framleiddur með 0,13 µm coms ferli, náði háu - hraða afturkræft skrifað - eyða lotu 700 picoseconds og lotu líftími yfir 107 cycles. Í samanburði við hefðbundna GE - SB - te tæki var rekstrarnotkun þess minnkuð um 90%, en hélt sambærilegri gögnum varðveislu í tíu ár. Árið 2018 hóf SK HYNIX framleiðandi minni flísar framleiðslu á PCM - byggð 3D CrossPoint minni. SK útskýrði að 3D þverpunktarminnisfrumur sem notaðar eru í SCM eru úr súlfíði - byggðar áfanga - breyta efni. Nýlega sýndi IBM Research fram á að hægt er að flýta fyrir vélanámsgetu á vélum með hliðstæðum flísum sem byggjast á fasa - breyta minni. IBM blogg leiddi í ljós að IBM er að koma á fót rannsóknarmiðstöð til að þróa næst - kynslóð AI vélbúnaðar og kanna möguleika PCM minni í AI forritum.
