Sn-Bi-Zn-Cu-Pb多元合金中溫相變儲(chǔ)熱性能研究.pdf

1、中溫?zé)崂妙I(lǐng)域的發(fā)展推動(dòng)中溫儲(chǔ)熱系統(tǒng)的應(yīng)用，儲(chǔ)熱材料作為儲(chǔ)熱系統(tǒng)的重要組成部分，將受到更廣泛的關(guān)注。金屬合金相變儲(chǔ)能材料以其儲(chǔ)熱密度大、熱循環(huán)穩(wěn)定性好、熱導(dǎo)率高、相變時(shí)過冷度小等優(yōu)勢在熱能儲(chǔ)存領(lǐng)域具有重要作用?；谡n題組前期對(duì)高溫鋁基相變儲(chǔ)熱材料研究的基礎(chǔ)上，本文采用低熔點(diǎn)合金作為研究對(duì)象，低熔點(diǎn)合金具有較合適的熔點(diǎn)，為中溫儲(chǔ)熱裝置和系統(tǒng)提供儲(chǔ)能密度較大，熱穩(wěn)定性能和導(dǎo)熱性能都較好的新型中溫相變儲(chǔ)熱材料。
　　 用電子探針(EP

2、MA)，差式掃描量熱分析(DSC)，X射線衍射分析(XRD)，以及激光熱常數(shù)測試儀等手段對(duì)制備合金的結(jié)構(gòu)和熱物性能進(jìn)行研究。結(jié)果表明Sn-Zn共晶合金具有良好的儲(chǔ)熱性能，其相變溫度為198℃，相變潛熱為65.8J/g，密度為7.38g/cm3，熱導(dǎo)率為53.4W/(m·K)，Sn-Zn共晶合金的儲(chǔ)熱能力為485.6J/cm3。其儲(chǔ)熱能力大于NaNO3/KNO3的儲(chǔ)熱能力，因此Sn-Zn共晶合金的熱物性能具有極大的優(yōu)勢。
　　 熱

3、循環(huán)穩(wěn)定性是儲(chǔ)熱材料的重要特性之一，決定其是否具有良好的使用價(jià)值。通過熱循環(huán)實(shí)驗(yàn)研究Sn-Zn共晶合金的熱循環(huán)穩(wěn)定性，結(jié)果表明隨著熱循環(huán)次數(shù)增加，無新相生成，相變溫度升高，相變潛熱和熱導(dǎo)率呈下降趨勢。500次熔化/凝固熱循環(huán)后，合金相變溫度提高2℃，相變潛熱下降1.1J/g，熱導(dǎo)率下降2.5W/(m·K)。從熱循環(huán)后Sn-Zn共晶合金的微觀組織和熱物性能變化情況分析，Sn-Zn共晶合金的熱循環(huán)穩(wěn)定性良好。
　　 元素種類和元素含

4、量均會(huì)影響合金的微觀組織結(jié)構(gòu)和各熱物性能。通過對(duì)Sn-Zn共晶合金加入Bi、Cu元素，改變加入量分析其微觀組織和熱物性能的變化。Bi加入使條狀富Zn相粗化，并有少量白色Bi相析出。Bi含量增加，降低合金固相線和液相線，合金相變溫度降低，同時(shí)合金相變潛熱和熱導(dǎo)率都有降低。Cu加入使條狀富Zn相減少，生成黑色顆粒狀Cu5Zn8化合物。Cu含量增加，合金相變潛熱降低，由于Cu5Zn8化合物熔化溫度較高，隨著Cu加入，生成Cu5Zn8化合物越多