包裹相變材料的蓄熱氧化鋁基復(fù)相蜂窩陶瓷的研究.pdf

1、隨著人類社會(huì)的不斷發(fā)展，對(duì)能源的需求日益增加，能源供應(yīng)與需求的矛盾日益突出。太陽(yáng)能具有資源豐富、取之不盡、用之不竭、不會(huì)污染環(huán)境和破壞生態(tài)平衡等優(yōu)點(diǎn)。太陽(yáng)能熱發(fā)電是最可能引起能源革命、實(shí)現(xiàn)大功率發(fā)電、替代常規(guī)能源的最經(jīng)濟(jì)手段之一。但是太陽(yáng)能具有間歇性和不穩(wěn)定性的特點(diǎn)，必須使用蓄熱材料來(lái)提高太陽(yáng)能的利用率、降低使用成本。本文基于太陽(yáng)能熱發(fā)電需要，制備了包裹相變材料(PCM)的蓄熱氧化鋁基復(fù)相蜂窩陶瓷材料。
　　 以桂廣滑石、鋰輝石

2、、石英砂、粘土、α-Al2O3為主要原料，以TiO2和ZrO2作為晶核劑，采用粉末燒結(jié)法制備堇青石微晶玻璃、鋰輝石微晶玻璃和堇青石-鋰輝石復(fù)合微晶玻璃。利用TG-DTA、XRD和SEM等測(cè)試手段對(duì)各系統(tǒng)微晶玻璃進(jìn)行了性能和微觀結(jié)構(gòu)測(cè)試。結(jié)果表明，堇青石微晶玻璃的最佳熱處理制度為核化溫度780℃，核化時(shí)間1h，晶化溫度1055℃，晶化時(shí)間2h，最佳樣品M-4的體積密度、氣孔率、吸水率分別為2.76g·cm-3、0.71％、0.26％，抗折

3、強(qiáng)度為86.58MPa，熱膨脹系數(shù)為3.56×10-6℃-1(0～1100℃)，抗熱震次數(shù)(0～1000℃)達(dá)到25次。鋰輝石微晶玻璃的最佳熱處理制度為核化溫度770℃，核化時(shí)間2h，晶化溫度1050℃，晶化時(shí)間2h。樣品L-4的體積密度、氣孔率、吸水率分別為2.15g·cm-3、10.91％、4.68％，抗折強(qiáng)度為63.52MPa，熱膨脹系數(shù)為1.95×10-6℃-1(0～1100℃)，抗熱震次數(shù)(0～1000℃)達(dá)到19次。堇青石-

4、鋰輝石復(fù)合微晶玻璃的最佳配方為L(zhǎng)M-3，其吸水率為0.58％、氣孔率為1.61％，體積密度為2.26g·cm-3，熱膨脹系數(shù)為2.81×10-6℃-1，抗折強(qiáng)度達(dá)到75.36MPa，抗熱震次數(shù)(0～1000℃)達(dá)到20次，可作為太陽(yáng)能熱發(fā)電用蓄熱材料的結(jié)合劑。
　　 以α-Al2O3、星子高嶺土為主要原料，以堇青石鋰輝石復(fù)合微晶玻璃為結(jié)合劑，制備了用于太陽(yáng)能熱發(fā)電的包裹PCM的蓄熱氧化鋁基復(fù)相蜂窩陶瓷材料。試驗(yàn)了PCM在蜂窩陶瓷

5、中填裝方式及填裝量對(duì)復(fù)相材料蓄熱能力的影響。結(jié)果表明，氧化鋁基復(fù)相蓄熱蜂窩陶瓷的最佳配比是70％α-Al2O3、5％堇青石微晶玻璃、5％鋰輝石微晶玻璃和20％星子高嶺土，桐油和CMC的添加量在2～5％。設(shè)計(jì)并制備了封裝PCM的瞬間高溫封裝劑，封裝劑的最佳配比是70％α-Al2O3、5％堇青石微晶玻璃、5％鋰輝石微晶玻璃、20％星子高嶺土和20％粘結(jié)劑。SEM研究結(jié)果表明，設(shè)計(jì)的封裝劑能實(shí)現(xiàn)對(duì)氧化鋁復(fù)相蜂窩陶瓷基體材料的良好封裝。封裝劑中