多元碳酸鹽相變儲(chǔ)熱材料改性研究.pdf

1、太陽(yáng)能熱利用技術(shù)是能源領(lǐng)域的主要發(fā)展方向，但太陽(yáng)能在時(shí)間和空間上都缺乏連續(xù)性，因此儲(chǔ)熱傳熱技術(shù)及材料的研究顯得非常重要。本文在前期研究無(wú)機(jī)鹽相變儲(chǔ)熱材料的基礎(chǔ)上，對(duì)以K2CO3-Na2CO3-Li2CO3為基鹽的多元碳酸鹽添加不同種類不同含量的硝酸鹽、碳酸鹽以及高導(dǎo)材料，擇優(yōu)選擇綜合性能最佳的多元混合無(wú)機(jī)鹽并研究其在600℃高溫下與316L不銹鋼和304不銹鋼的相容性。利用差示掃描量熱法（DSC）、熱重分析（TG）、微量熱儀法、電子掃描

2、探針（EPMA）等測(cè)試方法，重點(diǎn)研究了多元碳酸鹽的相變潛熱、相變溫度、分解溫度、比熱容及腐蝕性等。
　　通過(guò)DSC測(cè)試添加10％、20%、30%的硝酸鹽和碳酸鹽的多元混合無(wú)機(jī)鹽的相變潛熱、相變溫度。測(cè)試結(jié)果表明，與硝酸鹽作為添加劑進(jìn)行對(duì)比，碳酸鹽作為添加劑能夠更好的形成共晶、更大程度的提升基鹽的相變潛熱、降低基鹽的熔點(diǎn)。添加劑的種類和含量都對(duì)相變潛熱有影響，且隨著含量的增加，相變潛熱反而減小，從晶格能、靜電作用力的角度對(duì)比分析硝酸

3、鹽和碳酸鹽作為添加劑對(duì)相變潛熱和相變溫度的影響。
　　擇優(yōu)選取綜合性能較好的多元混合無(wú)機(jī)鹽,通過(guò)TG分析測(cè)試其分解點(diǎn)，得出了不同試樣的分解溫度所在的溫度范圍，發(fā)現(xiàn)碳酸鋇、碳酸鍶、碳酸錳作為添加劑時(shí)，對(duì)基鹽分解點(diǎn)的提高有更為明顯的幫助，分解點(diǎn)最高的為添加10%BaCO3、10%SrCO3、和20%SrCO3的混合鹽，均達(dá)到820℃。在此基礎(chǔ)上計(jì)算多元碳酸鹽在高溫下可能會(huì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的吉布斯自由能變，分析了高溫下影響熔鹽不穩(wěn)定性的主要

4、因素。
　　添加10%、20%和30%BaCO3到基鹽K2CO3-Na2CO3-Li2CO3中，測(cè)試其比熱容，結(jié)果表明，從100℃~300℃，隨著溫度逐漸的升高，無(wú)機(jī)混合鹽的比熱容曲線緩慢的上升，且比熱容的穩(wěn)定的平均值隨著添加劑的增多而減少。
　　在K2CO3-Na2CO3-Li2CO3-10%BaCO3基鹽中添加5%、10%、20%、30%的膨脹石墨、粒狀石墨和碳纖維及其混合物，測(cè)試其相變潛熱、熔點(diǎn)以及熱導(dǎo)率。測(cè)試結(jié)果表明

5、，膨脹石墨、粒狀石墨和碳纖維的加入降低了無(wú)機(jī)混合鹽的相變潛熱，但在很大的程度上提高了其熱導(dǎo)率。添加膨脹石墨對(duì)熱導(dǎo)率的提升幅度最明顯，最大可以達(dá)到4.04W/（m·K）。
　　利用靜態(tài)腐蝕實(shí)驗(yàn)法研究了基鹽K2CO3-Na2CO3-Li2CO3-10%BaCO3在600℃熔融態(tài)時(shí)與316L不銹鋼和304不銹鋼的相容性，利用光學(xué)顯微法、電子掃描探針對(duì)經(jīng)過(guò)192h浸蝕后的試樣進(jìn)行線掃描，發(fā)現(xiàn)兩種不銹鋼都只是被輕微腐蝕，腐蝕層并未出現(xiàn)坑或者