陶瓷蓄热材料范文

陶瓷蓄热材料范文陶瓷蓄热材料范文 陶瓷 蓄热及多孔陶瓷蓄热材 谢滨欢曾令可 华南 工大学材 学院广州 摘要介绍了蓄热材 的分 类及特点并重点分析了蓄热储能多孔陶瓷材 的制备工艺 包括其孔 隙 性能 材 的设计与选择等 关键词蓄热材 多孔陶瓷孔隙率前言随着地球上人口的与日俱增 人 们生活水平的 断提高 人类对能源的大 开发和应用已导致地球环 境问题日益严重 各国都在从自己本国的国情出发来解决能源与环境问题 据统计 中国的工业部门能源消耗 占全国能源总 的 其中工业窑炉是我国耗能大户 约占全国总能耗的 能源利 用率低是造成工业窑炉耗能大的主要原因之一 据了解中国的工业窑炉与发达国家的工业炉相比 窑炉平均热效率 要比国外低 左右 中国的工业窑炉如能按国家要求将热效率 提高 则节约的能源相当于 亿 标准煤 可见工业窑炉节 能潜 是十分巨大的 为此 开发和利用先进的储能技术已显得十分必要 而蓄热材 是储 能技术的基础 材 蓄热的本质在于它可将一定形式的热 在特定的条件下贮存起来 并能在特定的条件下加以释放和利用 因此可以实现能 供应与人 们需求一致性的目的 并达到节能降耗的作用 正是这一本质 决定了蓄热材 必须具有可逆性好 贮能密度高 可 操作性强的特点 蓄热材 的分类及特点按蓄热方式划分 蓄热材 一般可分为显热 型 潜热型和化学反应型 大类 显热型蓄热材 显热型的蓄热材 在储存和释放热能时 材 自 身只是发生温度的变化 而 发生其他任何变化 这种蓄热方式的优点是操作简单 成本低 但在释放能 时 其温度 发生连续变化 能保持恒温 因此无法达到控温的目的 该类材 蓄热密度较低 盛装容器体积庞大 应用价值 是很高 潜热型蓄热材 潜热型是利用蓄热材 在相变时吸热或放热的 现象 用以进 热能储存和温度调节控制 这类材 仅具有容积蓄热 密度大 而且具有设备简单 体积小 设计灵活 使用方 于管 等 优点 它在相变蓄热过程中材 近似恒温 可以此来控制体系的温度 在 大类蓄热材 中 潜热型最具有发展前途 也是目前应用最多和 最重要的蓄热方式 潜热型蓄热可以分为 类固一固相变 固一液相变 固一气相变及 液一气相变 由于后 种相变方式在相变过程中伴随有大 气体的存在 使材 体 积变化较大 因此尽管它们有很大的相变热 但在实际应用中很少 被选用 固一固相变和固一液相变是重点研究的对象 固一液相变材 是指在温度高于相变点时物相由固相变为液相 吸收 热 当温度下降时物相又由液相变为固相 放出热 的一类相变材 固一固相变蓄热材 是利用材 的状态改变来蓄热放热的材 化学反应型蓄热材 化学反应型储热材 是利用可逆化学反应 通过热能和化学能的转换进 蓄热的 它是一种高能 密度的储存方式 但它在使用时存在技术复杂 一次 性投资大及整体效率 高等缺点 从而限制了它的发展 万方数据 陶瓷 近 来 复合相变储热材 应 运而生 其既能有效克服单一的无机物或有机物相变储热材 存在的 缺点 又可以改善相变材 的应用效果以及 展其应用范围 因此 研制复合相变储热材 已成为储热材 领域的热点研究课题 蓄热储能多孔陶瓷材 多孔陶瓷由于具有均匀分布的微孔或孔 孔隙率较高 体积密度小 还具有发达的比表面及其独特的物 表面 特性 对液体和气体介质有选择的透过性 能 吸收或阻尼特性 加 之陶瓷材 特有的耐高温 耐腐蚀 高的化学稳定性和尺寸稳定性 使多孑 陶瓷这一绿色材 可以在气体液体过滤 净化分离 化工催 化载体 吸声减震 高级保温材 生物植入材 特种墙体材 和传 感器材 等多方面得到广泛的应用 孔隙率作为多孔陶瓷材 的一个主要技术指标 其对材 性能有较大 的影响 一般来讲 高孔隙率的多孔陶瓷材 具有 好的隔热性能和过滤性能 因而其应用 加广泛 多孔陶瓷的孔隙研究由于孔隙是影响多孔陶瓷性能及其应用 的主要因素 因此在目前比较成熟的多孔陶瓷制备方法的基础上 加注重通过特 殊方法控制孑 隙的大小 形态 以提高材 性能 并相应地建立孔 形成 长大模型 对孔隙形成的机 进 论分析 多孔陶瓷就微孔结构形式可分为闭气孔结构和开口气孔结构 闭气孔结构是指陶瓷材 内部微孔分布在连续的陶瓷基体中 孔与孔 之间相互分离 而开口气孔结构又包括陶瓷材 内部孔与孔之间相互 连通和一边开口另一边闭口形成 连通气孔 种 多孔陶瓷的孑 隙结构通常是由颗粒堆积形成的空腔 坯体中含有 大 可燃物或者可分解物形成的空隙 坯体形成过程中机械发泡形成 的空隙 以及由于坯体成形过程中引入的有机前驱体燃烧形成的孔 隙等 一般采用骨 颗粒堆积法和前驱体燃尽法均可以制得较高的开 气 孔的多孔陶瓷制品 而采用可燃物或分解物在坯体内部形成的气孔 大部分为闭口气孔或半开 气孔 采用机械发泡法形成的气孔基 本上都是闭口气孑 作为用作过滤 布气等使用的多孔陶瓷材 来讲 一般都希望具有较 高的开口气孔率 围绕这一目的 目前国内外在制备高孔隙多孔陶 瓷材 方面进 了较多的研究 主要包括采用陶瓷纤维材 的纤维网状 结构的多孔陶瓷材 以及采用有机聚合物前驱体的泡沫陶瓷材 材 性能要求 由于高温蓄热式热交换器的工作特点 对蓄热 材 提出了很高要求 温度蓄热式热交换器的优点之一 在于能够克服常规金 属换热器 能在高温下长期工作的弱点 无论是高温余热回收 还是实现高温预热 蓄热介质必须首先满足 长期在高温下工作的要求 因此 作为蓄热介质的蓄热体材 的耐火 度必须达到很高的耐火度及高温结构强度的要求 高热震稳定性因蓄热式热交换器的工作特点 蓄热载体 始终处于加热和冷却交替循环的工作状态 其表面及其内部的温度 始终随时间作周期性的变化 由于该材 长期处于急冷急热这样恶劣的循环工作环境 经常地承受 着因内外温差变化而引起的应 的作用 因此对材 的抗热震稳定性 提出了较高的要求 如果达 到相应的要求 蓄热材 在频繁的温度变化过程中 会因为 温度的变化引发应 的变化影响而破裂甚至粉碎 造成热交换器气流 通道的阻塞 从而造成热交换器 能正常工作 良好的导热性蓄热材 作为热的载体 工作中要求它在短 暂的时间内能够具有热 及时吸收和放出的能 才能在与放热及被 预热介质的热交换过程中 把放热介质的热 传递到蓄热介质的内部 并及时地释放给被预热介质 这种及时吸热放热的特性 要求作为 蓄热载体的材 必须具有良好的导热性能 导热性能越好 其体积利用率越高 蓄热设备的体积及用材可以减 少到最少 越有利于设备的微型化 对设备的布置安装有利 密度和比热作为蓄热载体 最主要的是要求其具有尽可 能高的贮热能 而衡 物体贮热能 大小的参数为 在无相变时 物 体的密度与比热的乘积 这个 越大 表明单位物体的贮热能 越大 贮热能 大的物体 在额定贮热 的条件下 需要最小的体积 于设 备在整体 万方数据 陶瓷 上缩小体积 因此 无论是提高密度还是提高比热都可以达到增加物 蓄热能 的 目的 由于物体的密度和比热与物体的组成及温度密切相关 一般难以人 为改变 作为蓄热载体的蓄热材 为多种单一物质复合而成的耐火陶 瓷材 根据耐火材 的有关性能 其致密度越高 材 的密度越大 其组成物质中密度大的含 越高 材 的密度越大 但是材 的致密度对材 的抗热震稳定性有很大影响 致密度越高 其热震稳定性越差 而且有些密度大的物质又会对组成材 的耐火性能有着直接的负面影 响 因此在选择蓄热材 的配方时 应在保证材 抗热震稳定性的前提下 要有尽可能高的致密度 多孔蓄热材 的设计与选择一般来说 要求蓄热体材 蓄热 大 换热速度快 高温下结构强度高 可承受较大热应 频繁冷热变换时无脆裂 脱 和变形 性价比高等 蓄热式陶瓷换热器的优点之一 在于能够克服常规金属换热器 能在 高温下长期工作的弱点 无论是高温余热回收 还是实现助燃空气的高温预热 蓄热介质必 须首先满足长期在高温下工作的要求 因此 作为蓄热介质的蓄热体材 的耐火度一般 能低于 作为蓄热载体 还要求其具有较高的蓄热密度 蓄热密度大的材 可以减小蓄热室的体积 降低其高度和减少温度的 波动 对于显热蓄热材 来说 衡 其蓄热能 大小的参数为材 的密度与比 热容 二者的乘积越大 表明材 单位体积的蓄热能 越大 蓄热能 大的物体 在额定蓄热 的条件下需要的体积小 于设备在 整体上缩小体积 因此 在选材时应尽 选择高比热和高密度的材 蓄热体是在高温和承受上层及自身重 的条件下工作的 因此还必须 具有足够的高温结构强度 主要是高温耐压强度 否则 很容 发 生变形和破碎 在加热炉的炉气烟尘中 含有大 的氧化铁 管是氧化铁还是氧化 亚铁 一旦与蓄热材 接触 在加热炉的温度条件下 与蓄热材 反 应形成低共熔物 降低蓄热材 的软化或熔融温度 因此 在正常使用过程中 并非因为蓄热材 的软化与熔融温度低 才造成材 的软化或熔化 而是由于炉气中氧化铁的存在 降低了材 的软化或熔融温度 最终熔融的材 堵死了材 的气流通道 造成蓄热器内气流 畅 严重 时气流 通 热交换器无法正常工作 得 停炉检修 换材 无机盐多孔陶瓷基复合储能材 的制备工艺蓄热储能材 种类繁多 而无机盐陶瓷基复合储能材 作为其中一个分支 近 来研究比较 活跃 就目前国内外研究现状来看 主要制备工艺有两种混合烧结工艺和 熔融浸渗工艺 混合烧结工艺混合烧结法通过在陶瓷配 中混合一定比例的无 机盐 即相变材 和添加剂 然后经过成形 高温烧结 保持在陶瓷基体中且占有一定的空间 使得陶瓷基体烧结成具 有网络多孔状结构 优点制备工艺简单 能按比例配备无机盐与陶瓷粉末 适合高熔点 无机盐 缺点熔融盐流失和蒸发严重 机械强度低 特别是大尺寸制品 该工艺适用于半工业化生产 但材 的选择和配方 相变材 和陶瓷 材 的选择是相当苛刻的 首先要遵循陶瓷基体与相变材 的相容性 既要求在高温下二者相互 发生化学反应或固相反应 又要求有一定的浸润性 对相变材 来 说要求能耐高温 有大的潜热值和比热值以及高的热化学稳定性 对陶瓷基体则主要考虑它在高温熔盐环境中的化学稳定性 另外 熔盐在陶瓷基体内能否保持 流动性 既取决于陶瓷基体的性 质 如颗粒度 相对形状分布和比表面积等 也取决于熔融盐的 特性 如表面张 粘度等 熔融浸渗工艺该工艺先按要求制备出有连通网络结构的多孔 陶瓷基体 再将无机盐熔化渗入陶瓷基体中 也称二级制造法 优点能避免熔融无机盐在高温烧结时的流失和蒸发 制品保形性好 尺寸可精控 有较好的综合 学性能 缺点工艺较复杂 成本高 无机盐含 有限 材 的选择基本上遵循混合烧结法的选择原则 其 同点是可以避免 与陶瓷基体一起烧结 从而避免大 的熔融无机盐流失和蒸发 一般 说来 烧结温度远高于熔盐的熔点 所以对该材 的热化学稳定性只要求在其使用温度 即熔点温度附近 达到稳定即可 由于其制备工艺的复杂性 影响 下转第 页 万方数据 陶瓷 来生产的 结语普通陶瓷工业中用得最多的锫制品是锆英粉和硅酸锆 其次 是脱硅电熔二氧化锆和氧氯化锆 化学二氧化锆 同的 业鉴于产品的特殊性 对同一类锆制品 如锆英粉 氧化锆 等有其特殊的要求 生产出符合各 业需求的 高质 稳定的硅酸锆 制品是我们的共同愿望 参考文献 俞康泰 陶瓷色釉 与装饰导论 武汉武汉工业大学出版 杜 俞康泰 现代陶瓷色釉 与装饰技术手册 武汉工业 大学出版社 俞康泰 陶瓷添加剂应用技术 京化学工 业出版社 韩敏芳 非金属矿物材 制备与工艺 京化 学工业出版社 张勋兆 独居石与锆英石选矿 京冶金 工业出版社 曹茂盛 超微颗粒制备科学与技术 哈尔 滨哈尔滨工业出版社 郑水 非金属矿加工与应用 京化学工业出版社 上接第 页 材 性能的因素也较为 复杂 从大的方面来讲 要求成功制备出所需的连通网络结构的多 孔陶瓷基体 并能将熔融无机盐渗透进入陶瓷基体内 对多孔陶瓷的制备应注意以下 点 陶瓷颗粒间应具有足够的连接 强度 一定的孔隙度 具有一定尺寸并彼此相连通的孔 由于加压浸渗 需要高温 高压 必然带来加工时间长 成本高的 问题 所以 熔融浸渗法一般采用熔体自发浸渗 又称无压浸渗 工艺 自发渗入对无机盐熔体及陶瓷颗粒有如下要求无机盐熔体应对陶瓷 基体浸润 陶瓷基体应具有相互连通的渗入通道 体系组分性质需 匹配 渗入条件 宜苛刻 影响熔渗的因素除考虑陶瓷基体和熔体自身的热稳定性外还要从以 下几个方面考虑 温度与熔渗时间 升高温度或延长液固接触时间 能减小湿润角 但时间的作用是有限的 根据界面化学反应的湿润 热 学 论 升高温度有利于界面反应 从而改善湿润性 表面活 性物质的影响 熔体中添加表面活性物质能改善熔体与基体的湿润 性 陶瓷基体孔表面状态的影响 基体表面吸附气体 杂质或有 氧化膜 油污存在 均将降低熔体对基体的湿润性 前景与挑战自古以来 人们就懂得将热能存储的方法并应用于生 产和生活之中 随着人类社会的进步 科学技术的发展 人们对热能存储技术的应 用 仅仅局限于简单的日常生活中 而是应用于能源节约及环境保护 等大的方面 所以 蓄热材 的研究和开发显得尤为重要 由于现在的技术还 成熟 虽然蓄热材 已经被广泛使用 但仍造成 了大 的能源浪费 所以 从本质上去研究蓄热技术是目前我们面临的最大挑战 随着技术的日益 新 蓄热材 的应用将越来越广泛 它将为人类的 可持续发展提供 广阔的舞台 参考文献 曾令可 胡动 税安泽 等 多孔陶瓷制备新工艺及其 进展 中国陶瓷 任雪潭 曾令可 刘艳春 等 蓄热储能多孔陶瓷材 陶瓷学 报 罗钊明 王慧 刘平 安 等 多孔陶瓷材 的制备及性能研究 全国性建材科技期刊 陶瓷 宋婧 曾令可 任雪潭 等 蓄热材 的研究现状及展望 全 国性建材科技期刊 陶瓷 一 李朝祥 陶瓷蓄热材 的开发研究 冶金能源 王胜 王华 祁先进 等 高温相变蓄热的研究进展 能源 工程 黄金 张仁元 李爱菊 无机盐 陶瓷基复合储能材 的制备技术 新工艺新技术 材 与表面处 樊栓狮 德青 杨向阳 等 储能材 与技术 京化学工业 出版社 万方数据蓄热及多孔陶瓷蓄热材料作者谢滨欢 曾令可 Xie Binhuan Zeng Lingke华南理工大学材料学院 广州 510640刊名陶瓷英文刊名CERAM ICS年 卷 期 xx 9 被引用次数0次参考文献 8条 1 曾令可 胡动力 税安泽多孔陶瓷 制备新工艺及其进展 期刊论文 中国陶瓷xx 04 2 任雪潭 曾令可 刘艳春蓄热储能多孔陶瓷材料 期刊论文 陶瓷学报xx 02 3 罗钊明 王慧 刘平安多孔陶瓷材料的制备及性能研究 期刊论 文 陶瓷xx 03 4 宋婧 曾令可 任雪潭蓄热材料的研究现状及展望 期刊论文 陶瓷xx 04 5 李朝祥陶瓷蓄热材料的开发研究 期刊论文 冶金能源xx 01 6 王胜林 王华 祁先进高温相变蓄热的研究进展 期刊论文 能源工程xx 06 7 黄金 张仁元 李爱菊无机盐陶瓷基复合储能材料的制备技术 期刊论文 新工艺新技术 材料与表面处理xx 07 8 樊栓狮 梁德青 杨向阳储能材料与技术xx相似文献 10条 1 期刊论文宋婧 曾令可 税安泽 王慧 刘平安 程小苏 刘艳春 Song Jing Zeng Lingke Shui Anze Wang Hui Liua Pingan Cheng Xiaosu Liu Yanchun纤维多孔陶瓷作为复合蓄热材料基体的可行性研究 陶瓷学报xx 28 1 混合烧结法与熔融浸渍法是目前复合蓄热材料的两种基本制备方 法 自发浸渍法是无机盐 多孔基体复合蓄热材料较佳的制备工艺 结 合自发浸渍工艺原理的分析 对蜂窝陶瓷 添加造孔剂制备的多孔陶 瓷与纤维多孔陶瓷在孔隙率 孔结构及力学性能等方面进行了比较 纤维多孔陶瓷因其高孔隙率 可达95 以上 优良的连通孔结构及特 殊的断裂力学性能 可用作复合蓄热材料基体 纤维多孔陶瓷用于复 合蓄热材料基体可有效地解决普通多孔基体中相变材料含量低 熔 融物易溢出及抗热震稳定性差等问题 2 学位论文宋婧无机水合盐 多孔陶瓷基复合蓄热材料的制备及性能表征xx在无机水合盐 多孔陶 瓷基复合蓄热材料的研究过程中 无机水合盐的性能缺陷 如过冷度 大 导热性能差等 及相变材料含量难以提高等问题成为目前研究的 重点 也是复合蓄热材料研究过程中急需解决的问题 本文选择钾明矾 KAl SO4 2 12H2O 作为相变材料 并对其过冷性能 及导热性能进行了研究 通过冷指法及添加成核剂的方法对钾明矾的过冷性能进行了改进 从 多种成核剂中选择出能有效改善钾明矾过冷性能的成核剂 并确定成 核剂的最佳添加量 研究表明冷指法能较好的改善相变材料的过冷性能 但具体操作不易 控制 适量成核剂MgCl2 6H2O及NiSO4 6H2O的加入可有效改善钾 明矾的过冷性能 2 的MgCl2 6H2O的加入可将钾明矾过冷度控制在 1 之内 此外由于MgCl2 6H2O具有吸湿性能 MgCl2 6H2O吸收的水 分可及时补充相变过程中损失的结晶水 所以MgCl2 6H2O是钾明矾 良好的性能改进剂 本文利用钛酸脂偶联剂对石墨进行了改性处理 解决了普通石墨与无 机盐相容性差的问题 并从改性机理方面比较讨论了改性石墨与未改 性石墨添加剂对相变材料导热性能的影响及添加量的问题 实验研究表明改性石墨用量对相变材料热传导性能的提高存在最佳 值 且最佳值为5 在最佳用量下改性石墨的加入可将相变时间缩短72 8 综合比较了复合蓄热材料的制备工艺及目前研究常用的几种多孔基 体的性能 结合制备工艺原理对多孔基体的孔隙率 孔结构和断裂力 学性能进行了详细的比较 结果表明莫来石纤维多孔陶瓷作为复合蓄 热材料基体是可行的 并针对纤维多孔陶瓷强度低这 问题 通过对粘结剂性能的优化及对多孔陶瓷制备工艺的优化 制备 出了与相变材料相容性好的基体 制备的多孔纤维陶瓷基体孔隙率在80 以上 孔径分布范围在熔融浸 渍工艺要求的范围内 高气孔率多孔基体的制备使相变材料含量的提 高成为可能 通过熔融浸渍法将性能改进后的相变材料与高孔隙率的多孔基体复 合制备出性能优良的无机水合盐 多孔陶瓷基复合蓄热材料 结合无压浸渗理论和具体实验确定了最佳浸渍温度 最佳浸渍时间 最佳浸渍方式等工艺参数 在最佳工艺条件下对制备的复合蓄热材料进行了全面热力学的表征 包括DSC表征 导热系数 热容 储热密度及抗压强度的表征 复合相变材料的相变温度为83 3 相变潜热为654KJ Kg 导热系数 为1 415W mK 比热容为2 264MJ m3K 储能密度为549KJ Kg 抗压强度 为10 9Mp 所制备的复合蓄热材料有合适的相变温度 较高的相变潜热和储热密 度 抗压强度 热导率也能达到应用所需的要求 是性能优良的蓄热 材料 可应用于相变温度范围内的余热回收装置中 3 期刊论文曾令可 宋婧 陈丙璇 王慧 税安泽 程小苏 刘平安 ZENG Ling ke SONG Jing CHEN Bing xuan WANGHui SHUI An ze CHENG Xiao su LIU Ping an钾明矾 纤维多孔陶瓷基复合蓄热材料的制备工艺优化 人工晶体学报xx 37 6 本文以纤维多孔陶瓷为基体 无机水合盐为相变材料 熔融浸渍法 制备了复合蓄热材料 通过对制备工艺的优化 得出浸渍方式为完全 浸渍 浸渍温度为98 浸渍时间为12min的条件下制备出蓄热性能良 好的复合蓄热材料 浸渍率高达83 17 4 学位论文任雪潭纤维多孔 陶瓷基复合相变储能材料制备过程的基础研究xx能源是人类社会生 存和发展的物质基础 在现有的能源结构中 热能是最重要的能源 之一 但是大多数能源都存在问断性和不稳定性的特点 在许多情况下人 们还不能合理有效地利用能源 热能存储技术可以解决热能供给和需求之间的矛盾 是提高能源利 用效率和保护环境的有效手段 利用固液之间的相变来蓄热具有储能密度大 蓄放热过程近似恒温 的优点 因此倍受研究者的关注 目前采用无机盐和陶瓷复合制备相变蓄热材料的研究已有不少 但 都存在复合材料中相变盐含量过低的缺点 本文采用莫来石纤维制 备出了高孔隙的多孔陶瓷 创新性地把其作为基体 并采用熔盐自 发浸渗工艺制备了具有较高使用温度范围的无机盐陶瓷复合材料 本法具有设备简单 操作容易的优点 所制备的材料在发生固液相 变时可以保持原来的形状而不导致熔盐的流失 在蓄放热过程中可 以与相容性流体直接接触换热 大大提高了换热效率 本文从相图 理论和热力学出发 对硫酸钠和硫酸钾作为相变材料 莫来石作为 复合相变材料的基体的的可行性进行了计算分析 揭示了硫酸钠和 硫酸钾混合盐可以形成从800 1069 之间的一系列相变材料 从 理论上确定了硫酸盐和莫来石制备相变复合材料的使用温度及使用 气氛 对熔融浸渗过程从热力学 静力学和动力学的角度进行了理论分析 剖析了自发浸渗应该满足的热力学和静力学条件 从理论上揭示 了熔融硫酸盐浸渗入纤维多孔陶瓷基体的条件及影响因素 在理论研究的基础上 通过实验 以多晶莫来石纤维为原材料 配 以一定的液体粘结剂 采用加压排液的方法 成功地制备出显气孔 在80 94 之间 具有理想的三维空间网络孔洞结构的多孔陶瓷预 制体 并对纤维多孔陶瓷制备过程中的粘结剂迁移现象进行了理论 分析 有效地改善了粘结剂的迁移情况 本文在分析了硫酸钠和莫来石之间高温化学相容性的基础上 进行 了白发浸渗合成实验 在浸渗温度900 1000 之间 浸渗时间30 60分钟范围内 成功制备出了浸渗率 硫酸钠的百分含量 在84 以 上 相对密度高达93 的相变储能材料 其相变储能密度高达276KJ Kg T 100 以上 超过目前国内外水平 采用扫描电镜 X衍射 能谱分析等手段对材料的物相组成及显微结 构进行了分析表征 通过分析发现 复合储能材料物相分布较好 硫酸钠均匀地充填在 莫来石纤维之间所形成的孔隙之中 对复合储能材料的相变潜热 导热系数 热膨胀系数 抗热震性等 的测试表征表明所制备的复合材料具有良好的蓄热能力 热膨胀性 能和抗热震性 并得出了相变盐对材料的热性能起主导作用的结论 5 期刊论文宋婧 曾令可 税安泽 任雪谭 刘艳春 吴君胜 SONG Jing ZENG Ling ke SHUI An ze REN Xue tan LIU Yan chun WU Jun sheng复合蓄热材料的研制与应用 硅酸盐通报xx 26 1 以KAl SO4 2 12H2O为相变材料 以多孔陶瓷为基体 采用熔融浸 渍法制备了复合相变蓄热材料 此复合相变材料结合了潜热蓄热材料 与显热蓄热材料的优点 并克服了无机盐相变材料相变过程无定型的 缺点及陶瓷蓄热显热小的缺点 将自制的复合蓄热材料实际应用于咖 啡壶加热设备中 实验结果表明加入复合蓄热材料后的咖啡壶每小时 节能率达38 8 6 学位论文李萍纤维多孔陶瓷基定形复合相变蓄热 材料的制备及其在蓄热室中的模拟研究xx能源是人类社会生存和发 展的物质基础 在现有的能源结构中 热能是最重要的能源之一 但是大多数能源都存在间断性和不稳定性的特点 在许多情况下人 们还不能合理有效地连续利用能源 热能的存储技术可以解决热能供给和需求之间的矛盾 是提高能源 利用效率和保护环境的有效手段 利用固液之间的相变来蓄热具有储能密度大 蓄热放热过程近似恒 温的优点 因此倍受研究者的关注 目前采用无机盐和陶瓷复合制备相变蓄热材料的研究大多数都存在 复合材料中相变盐含量过低的缺点 本文以莫来石陶瓷纤维为主要原材料 选用不同的粘结剂 采用真 空抽滤成型方法制备出了高孔隙率的定形的多孔陶瓷 创新性地把 其作为复合相变蓄热材料的基体 并采用熔融浸渗工艺制备了具有 较高使用温度范围的无机盐 陶瓷复合材料 所制备的材料在发生固 液相交时可以保持原来的形状而不导致熔盐的流失 在蓄热放热过 程中可以与相容性流体直接接触换热 大大提高了换热效率 本文成功地制备出了显气孔率在85 以上的 具有理想三维空间网 络孔洞结构的纤维多孔陶瓷预制体 并对纤维多孔陶瓷制备过程中 的粘结剂迁移现象进行了理论分析和实验改进 有效地改善了粘结 剂的迁移问题 采用微波干燥和A23与硅溶胶复合粘结剂可以改善粘结剂的迁移 提 高纤维多孔陶瓷的抗压强度 分析了不同A23粘结剂浓度 不同烧成温度时纤维多孔陶瓷的抗压强 度与孔隙率 发现在烧成温度为650 时抗压强度出现较大值 A23 粘结剂浓度范围在10 25 为宜 当所制备的纤维多孔陶瓷用作高温相变蓄热材料的多孔基体时 可 采用A23与硅溶胶复合粘结剂 烧成温度为1000 保温2小时 当制备的纤维多孔陶瓷用作中低温相变蓄热材料的多孔基体 应用 温度低于650 时 可选择A23粘结剂 烧成温度为650 粘结剂的浓度对制得的纤维多孔陶瓷的抗压强度和孔隙率的影响较 大 浓度越高 抗压强度越高 但孔隙率降低 可通过调配粘结剂 的浓度 以得到较佳的效果 本文采用熔融浸渗工艺对无水硫酸钠与定形的纤维多孔陶瓷进行复 合 在浸渗温度900 左右 浸渗时间30 60min范围内 成功制备 出了相变温度为881 93 相变潜热为155 3J g 导热系数为1 059W m K 热扩散系数为0 6902m s 比热容为1 535MJ m3 K 储能密度为276kJ kg T 100 抗热震性良好的 复合相变蓄热材料 根据渗流问题的连续方程与导热问题的微分方程的相似性 利用Flu ent流体模拟软件创新性地建立了熔融盐向纤维多孔陶瓷预制体的渗 流模型 能够反映出实际的熔融浸渗过程 模拟了同体积不同半径 柱状体采用不同浸渗方式时的浸渗过程 并利用红外热像仪对浸渗 过程进行了动态测试 将测试结果与模拟结果进行对比 发现对于 同体积的柱状的纤维多孔陶瓷预制体 当采用立式浸渗方式时 随 着半径的增大 浸渗时间将缩短 而当采用卧式浸渗方式时 随着 半径的增大 浸渗时间将延长 对于柱状的纤维多孔陶瓷预制体 当 r2 h1时 采用立式浸渗方式将优于卧式浸渗方式 其推广为对于任何形状的预制体 在浸渗过程中 垂直投影面积的 开方与垂直高度的比值越大 越有利于缩短浸渗时间 利用Visual Basic语言编程 采用有限差分法首次设计了填充球蓄热室蓄热放热 过程模拟系统 利用该系统对填充球蓄热室热效率影响因素进行了 较全面的数值分析 采用正交试验方差分析法分析蓄热室长度 蓄 热放热换向时间 空隙率 相变小球半径等对热效率的影响 确定 出影响因素的主次顺序 总结出了各个参数对热效率的影响规律 为填充球蓄热室的工程设计提供一定的理论指导 7 期刊论文宋婧 曾令可 陈丙璇 SONG Jing ZENG Lingke CHEN Bingxuan多孔蓄热材料基体的制备与性能研究 材料导报xx 22 4 莫来石纤维多孔陶瓷以其高气孔率 优良的力学性能可作为复合 蓄热材料的基体 讨论了不同浓度的偏磷酸铝粘结剂在不同处理温度 下对多孔陶瓷孔隙率 容重及抗压强度的影响 结果表明 随粘结剂 浓度的增大 抗压强度也提高 同时伴随着显气孔率的降低 粘结剂浓 度为25 处理温度为650 时 可制备出显气孔率为83 93 抗压强 度为2 02MPa 显微结构均匀的莫来石多孔陶瓷基体 8 学位论文胡 动力纤维多孔陶瓷的制备 结构及性能研究xx用纤维来成型多孔陶 瓷 纤维多孔陶瓷 主要是利用