硫系化合物相变材料简介

硫系化合物相变材料，至少含有一种硫系元素的合金材料。大多由元素周期表中第13-第16族的一些半导体元素构成。主要分二元、三元、四元、五元合金四大类。二元合金主要有：锗碲和锑碲；三元合金主要有锗锑碲和硅锑碲等；四元合金主要包括氮或氧掺杂的锗锑碲和银铟锑碲等；五元合金仅有锗或钒掺杂的银铟锑碲等几种。

相关阳离子：硫酸氢钡、硫酸氢钠、硫酸氢钾、硫酸氢铵相关阴离子：亚硫酸氢钙、硫酸钙、亚硫酸钙、硫化钙

相变材料概述

相变材料可分为有机（Organic）和无机(Inorganic) 相变材料。亦可分为水合盐（Hydrated Salts）相变材料和蜡质(Paraffin Wax)相变材料。

我们最常见的相变材料非水莫属了，当温度低至0°C 时，水由液态变为固态（结冰）。当温度高于0°C时水由固态变为液态（溶解）。在结冰过程中吸入并储存了大量的冷能量，而在溶解过程中吸收大量的热能量。冰的数量（体积）越大，溶解过程需要的时间越长。这是相变材料的一个最典型的例子。

相变材料应用于电采暖行业，是传统电采暖迈向节能电采暖的革命性转变，相变热电暖器就是其中代表产品，相对传统电暖器可节能60%-70%。

从以上的例子可看出，相变材料实际上可作为能量存储器。这种特性在节能，温度控制等领域有着极大的意义。因此，相变材料及其应用成为广泛的研究课题。

有机相变材料和无机相变材料的最大区别在于运用到建筑材料等方面耐久性和防火性的差异，后者多优于前者。

相变材料蓄热机理与特点

相变材料具有在一定温度范围内改变其物理状态的能力。以固－液相变为例，在加热到熔化温度时，就产生从固态到液态的相变，熔化的过程中，相变材料吸收并储存大量的潜热；当相变材料冷却时，储存的热量在一定的温度范围内要散发到环境中去，进行从液态到固态的逆相变。在这两种相变过程中，所储存或释放的能量称为相变潜热。物理状态发生变化时，材料自身的温度在相变完成前几乎维持不变，形成一个宽的温度平台，虽然温度不变，但吸收或释放的潜热却相当大。

相变材料的分类相变材料主要包括无机PCM、有机PCM和复合PCM三类。其中，无机类PCM主要有结晶水合盐类、熔融盐类、金属或合金类等；有机类PCM主要包括石蜡、醋酸和其他有机物；复合相变储热材料的应运而生，它既能有效克服单一的无机物或有机物相变储热材料存在的缺点，又可以改善相变材料的应用效果以及拓展其应用范围。因此，研制复合相变储热材料已成为储热材料领域的热点研究课题。但是混合相变材料也可能会带来相变潜热下降，或在长期的相变过程中容易变性等缺点。

相变材料什么是相变

物质从一种相转变为另一种相的过程。物质系统中物理、化学性质完全相同，与其他部分具有明显分界面的均匀部分称为相。与固、液、气三态对应，物质有固相、液相、气相。

一级相变

在发生相变时，有体积的变化同时有热量的吸收或释放，这类相变即称为“一级相变”。例如，在1个大气压0℃的情况下，1千克质量的冰转变成同温度的水，要吸收79.6千卡的热量，与此同时体积亦收缩。所以，冰与水之间的转换属一级相变。

二级相变

在发生相变时，体积不变化的情况下，也不伴随热量的吸收和释放，只是热容量、热膨胀系数和等温压缩系数等的物理量发生变化，这一类变化称为二级相变。正常液态氦（氦Ⅰ）与超流氦（氦Ⅱ）之间的转变，正常导体与超导体之间的转变，顺磁体与铁磁体之间的转变，合金的有序态与无序态之间的转变等都是典型的二级相变的例子。

硫系玻璃作为红外透镜材料具有独特的优势。硫系玻璃的加工效率高，可以精密模压，比金刚石车削提高10倍以上，原料成本是锗单晶的1/3。在温度适应上，锗单晶比较“娇气”，温度变化一大，图像不稳定。而硫系玻璃可以无压力地面对零下40 摄氏度至零上70摄氏度 这样110 度的温差。

中文名称

硫系玻璃

英文名称

chalcogenide glass

定　　义

以硫化物、硒化物、锑化物为主要成分的玻璃。包括含有氧化物的硫系化合物玻璃。

应用学科

材料科学技术（一级学科），无机非金属材料（二级学科），玻璃（三级学科）