原位反應(yīng)燒結(jié)法制備熔鹽-尖晶石基高溫復(fù)合相變儲熱材料的研究.pdf

1、本文綜述了相變儲熱材料的特點(diǎn)及研究現(xiàn)狀,討論了高溫相變儲熱材料的結(jié)構(gòu)、性能及制備方法。對原位反應(yīng)燒結(jié)法制備高溫復(fù)合相變儲熱材料的影響因素進(jìn)行了研究,研究了熔鹽含量、熔鹽配比以及石墨加入量對材料結(jié)構(gòu)和性能的影響。
　　 以鎂砂和剛玉為形成鎂鋁尖晶石陶瓷基體的原料,熔鹽作為反應(yīng)介質(zhì),同時(shí)作為相變材料,通過原位反應(yīng)燒結(jié)法制備了熔鹽/尖晶石基高溫復(fù)合相變儲熱材料。研究了燒結(jié)溫度、不同氧化鎂/氧化鋁配比、熔鹽種類對熔鹽/尖晶石基高溫復(fù)合相

2、變儲熱材料性能的影響,通過XRD、SEM等分析測試技術(shù)對材料進(jìn)行表征。結(jié)果表明,適宜的燒結(jié)溫度為1000℃,氧化鎂/氧化鋁配比為理論尖晶石配比,相變材料為KCl-KF復(fù)合鹽,制備的高溫復(fù)合相變儲熱材料性能較好。
　　 研究了熔鹽含量對熔鹽/尖晶石基高溫復(fù)合相變儲熱材料性能的影響,通過DSC分析測定了材料的相變潛熱,激光脈沖法測定了導(dǎo)熱系數(shù),并研究了材料在升溫過程中的抗折強(qiáng)度。結(jié)果表明,熔鹽含量為40％時(shí),所制備的儲熱材料的相變潛

3、熱為70.98kJ/kg,蓄熱密度為240kJ/kg(AT=100℃),儲熱性能較好;隨著熔鹽含量的增加,導(dǎo)熱系數(shù)下降;材料的抗折強(qiáng)度隨著測試溫度的升高而變化,在600℃時(shí)出現(xiàn)最大值。
　　 改變復(fù)合熔鹽的配比可以制備出適合不同使用溫度的熔鹽/尖晶石基高溫復(fù)合相變儲熱材料,KF含量的增大,材料的耐壓強(qiáng)度和抗折強(qiáng)度下降,導(dǎo)熱系數(shù)減小。
　　 研究了熔鹽浸出后陶瓷基體的性能,并對材料的封裝進(jìn)行了初步研究。結(jié)果表明,熔鹽浸出后

4、陶瓷基體具有一定的強(qiáng)度,其耐壓強(qiáng)度隨著材料制備過程中熔鹽加入量的變化而變化;材料經(jīng)過封裝后減少了在循環(huán)使用中熔鹽的蒸發(fā)流失。
　　 研究了添加石墨對熔鹽/尖晶石基高溫復(fù)合相變儲熱材料性能的影響,使用ANSYS對材料的放熱過程進(jìn)行了模擬。結(jié)果表明,添加石墨顯著提高了材料的導(dǎo)熱系數(shù),但石墨含量增多不利于鎂鋁尖晶石的形成;材料的導(dǎo)熱系數(shù)決定了材料的放熱過程,導(dǎo)熱系數(shù)越大,材料內(nèi)部熱量傳遞越快,溫度差別越小,石墨添加量為10％的試樣在6