مواد تغيير المرحلة (PCMS) يمكن تقسيمها إلى عدة فئات بناءً على تكوينها الكيميائي وخصائص تغيير الطور, كل مع مزايا وقيود تطبيق محددة. وتشمل هذه المواد بشكل رئيسي أجهزة الكمبيوتر العضوية, PCMs غير العضوية, PCMs المستندة إلى الحيوية, و PCMs المركبة. فيما يلي مقدمة مفصلة لخصائص كل نوع من مواد تغيير الطور:
1. مواد تغيير المرحلة العضوية
تشمل مواد تغيير الطور العضوي بشكل أساسي نوعين: الأحماض البارافين والأحماض الدهنية.
-البارافين:
-سمات: ثبات كيميائي مرتفع, إعادة استخدام جيدة, وسهولة ضبط نقطة الانصهار عن طريق تغيير طول السلاسل الجزيئية.
-عيب: الموصلية الحرارية منخفضة, وقد يكون من الضروري إضافة مواد موصلة حرارية لتحسين سرعة الاستجابة الحرارية.
-الأحماض الدهنية:
-سمات: لديها حرارة كامنة أعلى من البارافين وتغطية نقطة انصهار واسعة, مناسب لمتطلبات درجات الحرارة المختلفة.
-عيوب: قد تخضع بعض الأحماض الدهنية إلى فصل الطور وأكثر تكلفة من البارافين.
2. مواد تغيير المرحلة غير العضوية
تشمل مواد تغيير الطور غير العضوي حلول المالحة والأملاح المعدنية.
-محلول الماء المالح:
-سمات: الاستقرار الحراري الجيد, حرارة كامنة عالية, وتكلفة منخفضة.
-عيوب: أثناء التجميد, قد يحدث delamination وهو تآكل, تتطلب مواد الحاوية.
-أملاح معدنية:
-سمات: درجة حرارة انتقال المرحلة العالية, مناسبة لتخزين الطاقة الحرارية عالية درجة الحرارة.
-عيوب: هناك أيضًا مشكلات تآكل وقد يحدث تدهور الأداء بسبب الانصهار المتكرر والتصلب.
3. مواد تغيير المرحلة الحيوية
مواد تغيير الطور الحيوي يتم استخراج أجهزة الكمبيوتر الشخصية من الطبيعة أو توليفها من خلال التكنولوجيا الحيوية.
-سمات:
-صديقة للبيئة, قابلة للتحلل, خالية من المواد الضارة, تلبية احتياجات التنمية المستدامة.
-يمكن استخلاصه من المواد الخام النباتية أو الحيوانية, مثل الزيت النباتي والدهون الحيوانية.
-عيوب:
-قد تكون هناك مشكلات تتعلق بالتكاليف المرتفعة وقيود المصادر.
-الاستقرار الحراري والتوصيل الحراري أقل من أجهزة الكمبيوتر التقليدية, وقد تتطلب تعديل أو دعم المواد المركبة.
4. مواد تغيير المرحلة المركبة
تجمع مواد تغيير الطور المركب بين PCMs مع مواد أخرى (مثل المواد الموصلة الحرارية, مواد الدعم, إلخ.) لتحسين خصائص معينة من أجهزة الكمبيوتر الشخصية الحالية.
-سمات:
-من خلال الجمع بين مواد التوصيل الحراري العالي, يمكن تحسين سرعة الاستجابة الحرارية والاستقرار الحراري بشكل كبير.
-يمكن التخصيص لتلبية متطلبات تطبيق محددة, مثل تعزيز القوة الميكانيكية أو تحسين الاستقرار الحراري.
-عيوب:
-قد تكون عملية التحضير معقدة ومكلفة.
-مطلوب تقنيات مطابقة المواد والمعالجة الدقيقة.
مواد تغيير الطور هذه لكل منها مزاياها الفريدة وسيناريوهات التطبيق. يعتمد اختيار نوع PCM المناسب عادة على متطلبات درجة حرارة التطبيق المحددة, ميزانية التكلفة, اعتبارات التأثير البيئي, وحياة الخدمة المتوقعة. مع تعميق البحث وتطوير التكنولوجيا, تطوير مواد تغيير الطور
من المتوقع أن يتوسع نطاق التطبيق, خاصة في تخزين الطاقة وإدارة درجة الحرارة.
