太陽能熱發(fā)電儲熱陶瓷鍋爐材料的研究.pdf

1、太陽能熱發(fā)電是新能源利用的一個(gè)重要方向，與硅晶等太陽能光電相比可顯著降低太陽能發(fā)電的成本，并且通過儲能材料實(shí)現(xiàn)太陽熱能發(fā)電的可控，在太陽強(qiáng)度較弱的等情況下仍能進(jìn)行發(fā)電。鋁硅合金具有高的熱導(dǎo)率，高潛熱和相對便宜等特點(diǎn)，是太陽能熱發(fā)電理想的相變儲能材料之一，但常用的鋼鐵等儲能坩堝材料都不耐熔融態(tài)鋁硅合金腐蝕的問題嚴(yán)重阻礙了鋁硅合金為相變儲能材料的太陽能熱發(fā)電的應(yīng)用。因此，尋求開發(fā)出能夠耐鋁硅熔液腐蝕、熱抗震性好的儲能坩堝是亟待開展的工作。本

2、文選取了氮化硅結(jié)合碳化硅和重結(jié)晶碳化硅陶瓷材料分別制備太陽能儲熱鍋爐材料，研究其對相變儲能材料的耐腐蝕性以及在循環(huán)加熱和瞬時(shí)加熱條件下的抗熱震性能。
　　 研究結(jié)果表明，將氮化硅結(jié)合碳化硅和重結(jié)晶碳化硅陶瓷材料放入鋁硅合金熔液內(nèi)，在495～620℃的溫度范圍內(nèi)反復(fù)循環(huán)1080個(gè)小時(shí)，通過檢測分析兩種陶瓷材料的耐熔融鋁硅合金溶液的腐蝕性能。兩種材料的腐蝕速率符合衰減對數(shù)關(guān)系，都具有較好的化學(xué)穩(wěn)定性。兩種陶瓷材料均與鋁硅合金不發(fā)生反

3、應(yīng)，表面并無新相生成，潤濕學(xué)角度上看，兩者與鋁硅溶液接觸面積相對較少，都與熔融鋁硅合金不發(fā)生浸潤，相比而言氮化硅結(jié)合碳化硅陶瓷材料的性價(jià)比要優(yōu)于重結(jié)晶碳化硅材料。
　　 其次，通過對兩種陶瓷材料進(jìn)行煤氣爐循環(huán)加熱以及高頻感應(yīng)線圈加熱試驗(yàn)，檢測其抗熱震性能。煤氣爐加熱原理是根據(jù)現(xiàn)實(shí)太陽光照射情況，陽光無法持續(xù)照射時(shí)，鍋爐在反復(fù)升降溫時(shí)的抗熱震性。通過煤氣爐3次循環(huán)加熱，結(jié)果顯示，兩種材料都無開裂或損壞現(xiàn)象，結(jié)構(gòu)保持完整，重結(jié)晶碳化