無機鹽-鎂橄欖石復合相變蓄熱材料的制備與性能研究.pdf

1、本文綜述了復合相變蓄熱材料的蓄熱性能、組成結(jié)構(gòu)、制備工藝及其應用范圍，通過探討鎂橄欖石在無機鹽介質(zhì)中的形成過程，采用原位反應燒結(jié)法制備了無機鹽/鎂橄欖石復合相變蓄熱材料，研究了制備工藝參數(shù)對復合相變蓄熱材料性能的影響，并模擬了材料在相變過程中的溫度及熱應力分布情況。
　　文章以分析純MgO、納米SiO2為原料，探討了Mg2SiO4在無機鹽介質(zhì)中的形成機理及其晶體長大過程，在此基礎(chǔ)上以燒結(jié)鎂砂、硅微粉為原料，無機鹽為相變材料，通過原

2、位反應燒結(jié)法制備了無機鹽/鎂橄欖石復合相變蓄熱材料。研究了燒結(jié)溫度、保溫時間、無機鹽含量、種類及配比等因素對材料性能的影響，得出了該復合蓄熱材料的最佳制備工藝。采用XRD、SEM、TG-DSC等測試技術(shù)對制備的復合材料的物相組成、顯微結(jié)構(gòu)及蓄熱性能進行了表征，通過平板導熱儀測定了材料的導熱系數(shù)，研究了材料在高溫使用過程中的荷重軟化溫度、抗折強度及彈性模量，并通過熱循環(huán)試驗研究了復合相變蓄熱材料的熱穩(wěn)定性。最后模擬了材料蓄放熱過程中的溫度

3、及熱應力分布，得出了如下結(jié)論：
　　(1)以NaCl-KCl為反應介質(zhì)，控制MgO/SiO2摩爾比為非化學計量比2:1.3時，700℃即可形成單相Mg2SiO4粉體，Mg2SiO4在無機鹽介質(zhì)中的形成過程由“溶解-沉淀”機制控制，主要經(jīng)歷成核和生長兩個階段，通過控制無機鹽含量及種類，可以調(diào)節(jié)產(chǎn)物的晶粒尺寸和顆粒形貌。
　　(2)以 NaCl-KCl混合鹽為介質(zhì)，通過原位反應燒結(jié)法可以制備出具有一定強度的鎂橄欖石多孔陶瓷基體。

4、多孔陶瓷基體的氣孔率隨無機鹽含量的增大而增大，無機鹽含量為40％時，其顯氣孔率達到65%，耐壓強度約為6MPa。
　　(3)以NaCl-KCl混合鹽為相變材料，無機鹽含量為40%，1000℃下保溫5h所制備的復合相變蓄熱材料綜合性能較優(yōu)，相變潛熱為80.10 kJ/kg，蓄熱密度達263.19 kJ/kg(ΔT=100℃)，導熱系數(shù)為0.425~0.37 W/(m?K)(400~800℃)，荷重軟化開始溫度達1145℃，高溫彈性模