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开题报告
纳米Al2O3/CaCl2·6H2O的稳定性及导热系数研究
信材080（10080390）储佳伟
摘要：
本文介绍了相变储热材料的一些发展概况，主要研究了六水氯化钙相变材料的性能和制备过程，着重研究纳米三氧化二铝加入到六水氯化钙后对后者的稳定性和导热性能的影响。
关键词：
相变材料，六水氯化钙，纳米流体
1研究背景
1.1相变储热材料简介
现代生产和生活，都离不开能源。
正如人们日常消费中无时无处不在流通的货币一样。
但是，人类无限制地消耗能源，带来了两个极待解决的问题，即常规能源面临短缺和生态环境严重污染。
两大难题困扰着人类，也迫使人们寻找新的出路。
上世纪70年代以来，世界性的能源危机给工业国家特别是缺少石油国家经济发展带来了极大影响。
为此，这些国家纷纷制定新的能源策略，其中，重要的一环是开发不稳定能源的利用技术。
所谓不稳定能源，指的是那些分散的难以集中稳定供给的能量。
如太阳能、地热能以及工业余热、废热等。
对不稳定能源的利用，首先需要考虑的是能源供需平衡问题，即需要解决储热技术。
尤其是对于具有无穷无尽能量的太阳能，按时间、地区、季节、气候的变化进行调节时，更需要这种技术。
储热技术的一般含义是把热能以潜热、显热、化学能的形式暂时储存起来，根据需要又可以方便地将这些形式的能转变为原来的热能取出来加以利用，这种具有储热功能的材料称为储热材料。
相变材料在其物相变化过程中，可以吸收环境的热（冷）量，并在需要时向环境放出热（冷）量，从而达到控制周围环境温度的目的。
利用相变材料的相变潜热进行能量的储存和应用，是近年来受到广泛重视的课题。
在太阳能、废热、废冷等节能领域中相变材料都有着诱人的应用前景。
近年来美、日、德等国都发表许多关于相变材料的研究论文和专利，并开始了实用性实验。
研究表明，相变材料的温控系统有如下优点：
（1）简单的装置，不必要成套的管路装置和设备。
（2）管理和维修简便，方便使用。
（3）可充分利用太阳能和废热（冷），有显著的节能效率。
（4）在大规模推广前提下，价格会相当便宜。
相变储热材料的种类很多，从材料的化学组成来看，可分为无机及有机材料两类；从储热方式来看，可分为显热、潜热及反应储热3种；从储热的温度范围来看，可分为高温、中温及低温等类型。
储热过程中，按材料相态的变化，又可分为固—热相变储热和固—固相变储热两大类。
储热材料通常为多组分的，包括主储热剂、相变温度（凝固点）调整剂、防过冷剂（成核刑）、促进剂、防相分离剂（当固、液共存时因密度差易发生相分离时使用）等组分。
由于固气、气相变体积变化太大，尽管其潜热很大，还是限制了它们的用途。
目前应用较多的是液固相变材料，而一些水合盐更是广泛应用，如Na2SO4·10H2O、MgSO4·7H2O、CaCl2·6H2O等。
这些晶体在加热熔化时首先失去结晶水，其盐就随之溶解形成液体，而当这个溶液凝固时，就会放出热量。
相变材料的选择：
合适相变温度；较大的相变潜热；合适的导热性能；性能稳定，可反复使用而不发生熔析和副反应；相变的可逆性，过冷度要尽量小；符合绿色化学要求:
无毒、无腐蚀、无污染；使用安全、不易燃。
易爆或氧化；蒸汽压要低使之不易挥发损失；材料密度较大，从而确保单位体积储热密度较大；体积膨胀较小；成本低廉，原料易得。
实用型的相变储热材料需要满足以上各项基本原则，但选用时也可以结合实际的应用情况，在满足主要条件之下，采用一定的技术和手段来克服其缺点和不足。
1.2六水氯化钙的研究发展
六水氯化钙为无色三棱晶体，易吸潮，密度1.7，熔点29.9℃，分子量219，其中氯化钙和结晶水约为1：
1。
结晶水大部分较易失去，30℃时失去4个结晶水，260℃以上则全部失去结晶水成为无水物。
六水氯化钙主要用于抗冻剂和致冷剂。
如在氨制冷装置中用做制冷循环液，可根据制冷的要求，培植不同浓度以达到合适的冰点。
另外其腐蚀性比氯化钠溶液小的多，更适用于设备管道循环。
六水氯化钙于冰一定比例混合，可产生-50℃以下的低温，也常用做实验室的致冷剂。
六水氯化钙作为一种相变储热材料是近些年才逐渐受到人们的重视﹑开发应用。
六水氯化钙有较合适的相变点（即熔点29.9℃），人们首先考虑到，利用其适宜的相变温度作为日常生活﹑工作的取暖﹑保暖﹑保凉材料。
其有较高的熔化热，为17.5千卡/摩尔，每公斤可达80千卡。
高的潜热可使装置体积小﹑简单方便。
据报道2.27m3的CaCl2·6H2O具有相当于10.98m3水的储热能力。
美国Pipesystems,Inc公司推出了管道式相变材料体系，把储热材料CaCl2·6H2O封装在管子里，可作为家庭和公共场所取暖用。
另外还有公司研制了太阳能房屋，将相变材料制成块状，每块尺寸为35.6×55.9×5.7cm2，重11.3公斤。
该材料以CaCl2·6H2O为主，每块这样大小的材料可存储504千卡热量，把它们砌在普通砖墙内。
利用太阳热能使相变材料吸收热量储存，以备无太阳时释放，达到取暖的目的。
利用相变材料可以开发研制人们日常生活需要保暖或保凉的系列用品如暖袋﹑围巾﹑手套﹑护膝﹑坐垫﹑被褥等。
在制做成型时，选用封装袋的材料虽各不相同，但其应用相变材料的原理是相同的。
人们知道，接触人体最适宜的温度是27～30℃，温度过高会使人体感到不适。
所以选用相变材料应符合要求，其相变点应在27～30℃范围内。
六水氯化钙熔点为29.9℃，是非常适合的。
本文主要通过掺杂一些纳米金属粉，如纳米三氧化二铝及氧化铜等以改变六水氯化钙相变材料的导热性能。
2文献综述
2.1相变储热材料的研究进展
相变储热在日常生活中的应用也可追溯到很早以前。
上个世纪人们就利用相变储热材料做成“热瓶”用于人体取暖。
1965年，美国的Mavleous和Desy[1]获得了一项专利，利用相变材料制成了具有加热背垫的衣服，它们对长时间在寒冷中工作的人如司机﹑探险家等有一定的帮助。
在这种衣服中，以熔融锂水合盐作为热源，水在背垫中与其换热，并将热送到衣服各处。
本世纪60年代，随着载人空间技术的迅速发展，美国NASA大力发展了PCMs（PhaseChangMaterials即相变材料）热控技术。
阿波罗15（TheApolloLunarRoverVehicle）将PCM系统用于信号处理单元（SignalProcessingUnit）,驱动控制电子器件和月球通讯中继单元，Apollo15飞行中产生的热通过辐射方式散向空间。
空间实验室（TheSkylab）SL－1采用了PCM以防止液体循环辐射器系统中返回液体温度的过度变化[2]。
尽管PCMs在特殊加热和冷却装置中有应用，但PCMs近年来最主要的研究和应用在于建筑物中的集中空调﹑采暖及被动式太阳房领域[3]。
在相变储能的理论和应用研究方面，美国一直处于领先地位。
在被动式太阳房领域，Dr.MariaTelkes做了大量工作。
二站结束后不久，她作为MIT的researchassociate对水合盐，尤其是十水硫酸钠（Na2SO4·10H20）进行了长期的研究，并在马萨诸塞州建起了世界上第一座PCM太阳房。
Dr.Telkes,Dr.G.A.Lane,Dr.P.J.Moses,Dr.R.L.Cole和Dr.R.Viskanta等在相变材料配制和性能研究﹑相平衡﹑结晶﹑相变传热﹑相变材料性能改善相变材料封装方式﹑相变储热系统设计等方面做了大量工作，1983年出版的由Dr.G.A.Lane主编的《太阳热贮存：
相变材料》（Solarheatstorage:
latentheatmaterial）是对这一领域的集大成之作[4]。
仅次于美国的是日本。
70年代早期，日本三菱电子公司和东京电力公司联合进行了用于采暖和制冷系统的相变材料的研究，他们研究了水合硝酸盐﹑磷酸盐﹑氟化物﹑氯化钙。
在相变材料应用方面，他们特别强调制冷和空调系统中的贮能。
东京科技大学工业和工程化学系的Yoneda等人研究了一系列可用于建筑物取暖的硝酸共晶水合盐，从中筛选出性能较好的MgCl2.6H2O和Mg（NO3）2.6H2O共晶盐（熔点59.1℃）。
位于Ibaraki的电子技术实验室对相变温度范围为200℃～300℃的硝酸盐及他们的共晶混合物进行了研究。
德国也进行了大量相变贮能的机理和应用研究。
Schroeder等人对-68℃～0℃的PCMs[5,6]做了研究。
他们推荐在储冷中采用NaF-H2O共晶盐（-3.5℃），在低温贮热或热泵应用中采用KF.4H2O,在建筑物采暖系统中，采用CaCl2.6H2O（29℃）或Na2HPO4（35℃）。
Krichel绘制了大量PCMs的物性图表。
他认为石蜡水合盐和包合盐（clathrate）是100℃以下贮能用相变材料的最佳候选材料。
德国著名西门子公司在PCMs的研制中也很活跃，除了对水合盐PCMs做了大量的研究工作外，文献还研究了用于高温贮热的在多孔陶瓷材料中充填PCMs的技术。
此外，瑞典﹑法国﹑意大利和前苏联在储能相变材料的理论和应用研究方面也做了大量工作。
我国储能相变材料的理论和应用研究与发达国家相比还较薄弱，重庆大学张洪济教授对相变热传导进行了系统研究，华中理工大学程尚模教授等对水平矩形管﹑圆管﹑椭圆管的PCMs接触融化问题进行了研究[8,9]，文献[10,11]报导了对相变储热材料及其物性的一些研究结果，中国科学院广州能源研究所研制出相变贮能电火锅﹑电饭锅，亚大橡胶厂和中国科技大学的陈则韶教授研制出“冰箱蓄冷器”，后者对PCMs潜热测定做了系统化的研究，而且在共晶PCMs熔点及熔解热的预测方面﹑在堆积床相变换热气性能研究方面﹑在储热相变材料的制备及改善相变导热性能研究方面做了大量工作。
我国许多地方将实施德利用“削峰填谷”缓解电网负荷过重﹑峰谷差过大的电价夜分计制，使相变贮能成为研究和应用热点。
集中空调和热泵系统要求与之相配的PCMs储冷（热）系统，这使得我国近期内PCMs的应用研究主要集中在与之相应的PCMs的材料选配及性能改善﹑相变换热气的设计和性能优化和整个系统的设计和性能优化方面，此外，利用相变储热材料研制节能建材和构件开发新型日用品也是今后相变材料应用研究的一个方向。
2.1.1相变储能材料的选择及研制方法
相变储能材料作为储能体系的工作介质,是研究的核心内容,它的合理选择将最终决定相变材料的节能效果和应用前景。
我们通常从相变材料的热物性，化学,物质性能，以及经济性能对相变材料进行筛选，它必须满足以下条件:
①合适的相变温度。
②较大的相变潜热，现在被认为可能被采用的物质潜热可达到170J/g。
③合适的导热系数。
④相变为可逆相变，无过冷或过冷很小，性能稳定。
⑤无毒，对人体及环境无害。
⑥较快的结晶速度和晶体生长速度。
⑦储热密度较大。
⑧原料易购，价格便宜。
目前,对于相变材料的筛选方法,主要有两种，一是利用现有的文献数据,对其进行分类和汇总，然后根据以上的筛选原则,并结合所选相变材料的使用环境,最终决定使用的相变物质。
利用这种方法得到的相变材料一般都为纯物质，具有恒定的相变点和相变热，因此，它具有相变可逆性好，体系成份均匀，有利封装等特点。
但同时,它也存在相变点单一，应用范围窄，选择匹配物少的缺点。
为此,为了拓展其应用范围,克服其相变点单一的缺点,人们研究具有相变点可调的相变材料储能系统。
这就是我们所说的第二种研究方法。
它首先将所选的合适纯物质进行混合，并且对具有低共融混合物相图进行测算，从而得到具有相变点可调的相变物质，其核心内容是固液相平衡测定及其预测法。
主要的测定方法包括：
“溶解度法”和“热分析法”两种。
溶解度法是热力学的经典方法,它属于静态法的研究范畴。
由于它的实验设备比较简单，操作方便，因此被广泛使用。
然而利用溶解度法测定相平衡时，其前提条件是固液相必须达到平衡,这就使得平衡时间对于测定的影响很大。
特别是对有机物系固液相达到平衡的时间很长，因而需耗费大量时间。
另外，由于有机体系的固液相难以分离,这就使得实验数据精度下降,再者,利用溶解度的方法需要使用大量的试剂，实验费用提高。
热分析法由于测量速度快、结果准确、药品消耗量小，成为测定有机物系固液相平衡的一种较好方法。
其原理是当物系发生相变和溶解现象时往往在宏观上伴有明显的热效应,对于这些热效应进行测量和研究便可获得有关固液的数据。
因此，利用热分析来测量固液相平衡是一种较好的方法。
目前国际上较多采用的热分析方法有以下几种:
①加热或冷却曲线法②差热分析法（DTA）③差示扫描量热法（DSC）。
尽管通过实验手段可以得到物质的相变点和相变热,但为了实际工作提供理论依据和指导,对相变热及相变温度进行理论预测是必要的。
依据热力学第二定律和相平衡理论,对物质体系进行理论分析,其难点是计算固、液相的活度系数,所用模型有理想溶液模型、Wilson方程,原型UNIFAC方程,改进的UNIFAC方程,通过比较各种模型的结果与实验结果的误差,最终确定合适的模型,从而为选定相变材料,提供理论依据。
2.1.2相变储能基础和应用研究的意义
相变储能的基础和应用研究涉及的领域较多，主要为：
物理化学﹑材料科学太阳能和传热学﹑工程热力学﹑相图理论﹑量热技术及热分析等。
相变储能基础和应用研究的意义可概述如下：
（1）弄清相变材料过程的机理，根据需要选择﹑配制性能优越的相变材料，改善其物性，改变相变材料的被动应用为能动应用；
（2）明晰相变储能系统中涉及的传热﹑流动问题及处理方法，弄清相变储能应用中可能涉及的问题及解决途径；
（3）对应用中的具体方案进行优化设计及效果评估；
（4）解决相变材料性能研究中待解决的问题；
（5）为相变应用系统及新产品开发奠定基础。
2.1.3相变储热材料存在的问题及其解决方法
多种物质之间的溶解度、密度各不相同，当一种物质浓度错过饱和浓度时就会产生沉淀、析晶或分层，出现相的分离。
水合盐储热材料是两种物质以上的混合物，物质间由于溶解度也会出现相的分离。
成核剂析出使其效用损失；储热基质与水等物质分层，使起储热作用的物质的量减少，储热效果减低；多种混合储热材料的分离使结晶规律变化，不好控制；储热材料与基质分离，使整个材料结构出现缺陷，应力强度损失等。
要解决这些问题，现在解决方法有：
合理选材，物质间溶解度合适且性质稳定；加入增稠剂防止成核剂及不同组分析出；合理的震动；将材料做成微胶囊等。
如三水合醋酸钠通过选用合适的抗沉淀剂来抗相分离。
对CH3COONa·3H2O与Na2SiO3·9H2O、CH3COONa·3H2O与焦磷酸钠储热体系，分别加入溶性淀粉、硅藻土、葡萄糖、蔗糖、蜂蜡、聚丙烯酰胺等几种物质进行测试。
以CH3COONa·3H2O（10g）、焦磷酸钠（0.10g）为储热体系，分别加入0.3g蜂蜡、0.3g可溶性淀粉，测定各体系的步冷曲线。
两体系均有一较长平台，过冷度均小于5℃。
抗沉淀剂可溶性淀粉和蜂蜡对储热效果起了很大的作用。
在10gCH3COONa·3H2O和0.05gNa2SiO3·9H2O组成储热体系中分别加入0.3g葡萄糖、蜂蜡、可溶性淀粉、蔗糖。
加入葡萄糖、可溶性淀粉、蜂蜡的体系均无相变过程，不能进行相变储热，这3种物质不能作为抗沉淀剂使用，而加入蔗糖的体系则有一明显的相变过程，过冷度2.4℃。
加入PAM—Ⅲ（0.3g）的体系过冷度为5℃，PAM—Ⅲ在CH3COONa·3H2O和Na2SiO3·9H2O体系中的抗沉淀效果较好。
三水合醋酸钠为基本储热物质，焦磷酸钠﹑硅酸钠为成核剂，以淀粉﹑蔗糖、蜂蜡﹑聚丙烯酰胺等为沉淀剂，可组成储热性能良好的储热体系。
由此可知有时只加入成核剂体系的贮热效果并不理想，而抗沉淀剂的加入，可阻止体系中成分的分离，改善了体系的相分离问题，使结晶环境改善，有利于相变的发生，从而使储热效果提高，使贮存的热量得以在相变温度下释放。
2.2六水氯化钙相变材料
2.2.1无机水合盐类相变材料[12]
许多无机结晶水合盐通常有较大的相变热及固定的熔点（实际是结晶水脱出的温度，脱出的结晶水使盐溶解而吸热；降温时发生逆过程，吸收结晶水放热）。
所以常作为潜热型储热材料使用。
使用较多的主要是碱及碱土金属的卤化物、硝酸盐、磷酸盐、碳酸盐、硫酸盐及醋酸盐等水合盐。
主要有：
醋酸盐类：
NaCH3OOH·3H2O、NaCH3OOH·2H2O、LiCH3COOH·2H2O等。
硝酸盐类：
Mg（NO3）2·6H2O、Mg（NO3）2·6H2O、Ca（NO3）2·4H2O、Zn（NO3）2·4H2O、Zn（NO3）2·6H2O、Zn（NO3）2·1H2O等。
硫酸盐类：
Na2SO4·10H2O、FeSO4·7H2O等。
磷酸盐类：
Na2HPO4·12H2O、K3PO4·7H2O、Na3PO4·12H2O等。
碳酸盐类：
Na2CO3·12H2O等。
卤化物类：
CaCl2·6H2O、KF·2H2O、KF·4H2O等。
结晶水合盐通常是中低温储热相变材料，其特点是：
使用范围广、价格较便宜、导热系数大（与有机相变材料比）、密度较大、单位体积储热密度较大、一般呈中性。
其缺点是过冷度大、容易析出。
产生过冷现象的原因是大多数结晶水合盐结晶时成核性能差所致。
解决过冷的办法通常采用：
（1）加成核剂，即加入微粒结构与盐类结晶物相类似的物质作为成核剂，如在Na2SO4·10H2O中加入成核剂硼砂；
（2）冷指法，即保持一部分冷区使未融化的一部分晶体作为成核剂。
对于结晶水合盐的析出问题常采用以下几种解决方法：
（1）加入某种增稠刘，如在Na2SO4·10H2O加入适量的活性白土；
（2）加入晶体结构改变剂；
（3）盛装相变材料的容器采用薄层结构；
（4）摇晃或搅动。
2.2.2六水氯化钙相变材料
六水氯化钙为无色三棱晶体，易吸潮，密度1.7，熔点29.9℃，分子量219，其中氯化钙和结晶水约为1：
1。
结晶水大部分较易失去，30℃时失去4个结晶水，260℃以上则全部失去结晶水成为无水物。
六水氯化钙主要用于抗冻剂和致冷剂。
如在氨制冷装置中用做制冷循环液，可根据制冷的要求，培植不同浓度以达到合适的冰点。
另外其腐蚀性比氯化钠溶液小的多，更适用于设备管道循环。
六水氯化钙于冰一定比例混合，可产生-50℃以下的低温，也常用做实验室的致冷剂。
六水氯化钙作为一种相变储热材料是近些年才逐渐受到人们的重视﹑开发应用。
六水氯化钙有较合适的相变点（即熔点29.9℃），人们首先考虑到，利用其适宜的相变温度作为日常生活﹑工作的取暖﹑保暖﹑保凉材料。
其有较高的熔化热，为17.5千卡/摩尔，每公斤可达80千卡。
高的潜热可使装置体积小﹑简单方便。
据报道2.27m3的CaCl2·6H2O具有相当于10.98m3水的储热能力。
美国Pipesystems,Inc公司推出了管道式相变材料体系，把储热材料CaCl2·6H2O封装在管子里，可作为家庭和公共场所取暖用。
另外还有公司研制了太阳能房屋，将相变材料制成块状，每块尺寸为35.6×55.9×5.7cm2，重11.3公斤。
该材料以CaCl2·6H2O为主，每块这样大小的材料可存储504千卡热量，把它们砌在普通砖墙内。
利用太阳热能使相变材料吸收热量储存，以备无太阳时释放，达到取暖的目的。
2.3水合盐储热材料的成核作用[13]
目前可用作相变储热材料的物质有石蜡类、脂肪酸类、水合盐类等。
由于大多数水合盐都有严重的过冷现象和较差的成核特性，在其储热后由结晶态变为液态时，因过冷不结晶就不能放出所储的热量，因此，利用水合盐储热必须解决过冷问题。
相变材料的成核作用是在相变储热材料研究领域中需解决的一个重要环节。
2.3.1水合盐结晶成核原理的探讨
从相平衡的观点看．高温液相冷却到熔点时应发生结晶过程，但对大多数水合盐进行热分析测试，从冷却曲线可看出，当熔化了的水合盐降温冷却到理论上的相变点时，结晶往往并不发生，要继续下降温度多达几度到几十度，这就是过冷现象。
该温度至熔点的温度范围为亚稳范围，即液相以亚稳态存在，在这个范围内相变的速率极慢，甚至不会发生，这表明相变的发生需要推动力。
从热力学观点出发，相变的发生必须使相变前后的自由能变化⊿G小于零，且可推得
，式中Te为相平衡温度，⊿H为相变潜热（假定不随温度而变），⊿T为过冷度。
由此可知，当⊿T＞0时，结晶过程才能发生。
因此，过冷度成为液相变为固相相变的推动力，而过冷现象对相变储热非常不利，为此，要消除过冷现象，首先要研究其成核过程。
过冷的液相由于能量的涨落而使部分质点最终从高自由能态变为低自由能态；结果新相产生。
此时，系统的体自由能项减小，同时，新相与原液相之间形成新的界面，引起系统界面自由能项的增加。
因此，在均匀的液相内形成新相微区时，自由能的总变化为上述两项自由能变化的代数和，此值将决定稳定的晶核是否存在与能否长大。
从均匀的液相中成核的过程称为均相成核。
当表面、界面或第二相等作为成核位置时，此种成核过程称为多相成核。
由于我们设想在含水盐储热材料中加入成核剂来减少过冷，所以其成核是多相的。
成核剂的一般作用是降低以界面能为主要障碍的成核位垒。
晶核在成核剂上形成，就有可能使界面能降低，因此成核所需的推动力减小，即成核可以在较小的过冷度下发生。
晶核在外来基质上形成时，假设晶核的形状为球冠。
（它是半径
图1-1Heterogeneitynucleation
为R的球体的一部分），其底面半径为r，如图2-1所示，令液相与晶核、液相与基质及晶核与基质间的界面能分别为TLN、TLS及TNS，晶核与基质间的接触角为θ，当系统中形成一个晶核时，自由能变化为：
（1）
式中ALN，ANS分别为液相与晶核，晶核与基质间的界面积，其值分别为：
（2）与（3）
V为晶核的体积，其值为：
（4）
接触角θ与界面能各项的关系为
（5）
式
（1）申右边第一项表示液相转换为固相时体自由能的变化在熔点以下为负值，晶核越大，体自由能项的下降就越多。
右边后三项表示系统界面能项。
晶核越大，形成的界面积也越大，界面能项增加就越多。
当新相为微小颗粒时，式
（1）中的后三项起主要作用，这种比稳定晶核小的颗粒尺寸增大时，系统自由能要增高，因此微小颗粒将溶解而消失在液相中。
当某些晶核由于能量涨落而达到某一临界尺寸时，第一项就开始起主要作用，且晶核进一步长大会使系统的自由能越来越低而成为更稳定的系统，这种晶核称为临界晶核，其半径
称为临界半径，相应的自由能变化
称为临界自由能或成核位垒。
与
的大小可以通过对式
（1）求极值而得到：
（6）
由式（6）可见，晶核与成核剂之间的接触角越小，成核就越有利。
这意味着晶核与成核剂界面上原子排列相似时，将为成核提供最有利的条件。
Hume—Rothery：
曾提出在金属合金中形成固熔体遵循15％规则，即两金属原子半径相差不超过15％，易形成固熔体。
对于这个15％规则同样也适用于水合盐的结晶，即当成核剂与水合盐两者的晶格参数相差在15％以内时，才可能在过饱和水合盐溶液中起成核作用。
2.4纳米流体导热系数研究进展
纳米流体作为应用于热能交换系统的高效介质[14]，是一个崭新的具有丰富科学内涵和重要工程价值的研究领域。
纳米流体介质，是指把金属或非金属纳米粉体分散到水、醇、油等传统换热介质中，制备成均匀、稳定、高导热的新型换热介质。
众所周知，常温下固体材料的导热系数要比流体大两个数量级。
可以预计，在流体中加入固体颗粒会提高导热系数。
但是，如果悬浮液内的固体颗粒粒径太大，那么固体颗粒易于沉降[15]，无法形成长期稳定的悬浮液系统，而且还可能堵塞和磨损管道，因此，在工业上就很难得到应用。
纳米流体克服了大颗粒悬浮液的缺点：
由于布朗运动，悬浮液内纳米颗粒不易沉降，从而有利于形成稳定的悬浮液；纳米尺度的颗粒也很容易通过微流道，这为工业应用提供了基础；由于纳米材料具有大的比表面积和高的比热，纳米流体因而具有良好的换热能力；另外，纳米流体内的纳米颗粒还有可能起到润滑流道的作用[16]。
近几年，纳米流体已成为传热和材料研究领
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