[發(fā)明專利]一種中高溫復(fù)合結(jié)構(gòu)儲熱材料、制備方法及其用途

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210361007.7
• 申請日: 2012-09-21
• 公開（公告）號: CN102888209A
• 公開（公告）日: 2013-01-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 丁玉龍;葛志偉;葉鋒;仲俊瑜;楊軍
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院過程工程研究所
• 主分類號: C09K5/00
• 分類號: C09K5/00;C09K5/06;C09K5/02;C09K5/14
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 鞏克棟

1.一種中高溫復(fù)合結(jié)構(gòu)儲熱材料，包括無機(jī)鹽相變潛熱材料、顯熱儲熱材料和導(dǎo)熱強(qiáng)化材料，其中，無機(jī)鹽相變潛熱材料與顯熱儲熱材料的質(zhì)量比為1:0.1～1:10，導(dǎo)熱強(qiáng)化材料為0.0001～1kg/(kg儲熱材料)。

2.如權(quán)利要求1所述的中高溫復(fù)合結(jié)構(gòu)儲熱材料，其特征在于，所述無機(jī)鹽相變潛熱材料為固-液無機(jī)鹽相變潛熱材料和/或固-固無機(jī)鹽相變潛熱材料，進(jìn)一步優(yōu)選為固-液無機(jī)鹽相變潛熱材料，更優(yōu)選為堿金屬或/和堿土金屬的碳酸鹽、硫酸鹽、硝酸鹽、氟化物、氯化物中的1種或至少2種同類鹽的組合，特別優(yōu)選為堿金屬的碳酸鹽、硫酸鹽、硝酸鹽、氯化物中的1種或至少2種同類鹽的組合。

3.如權(quán)利要求1或2所述的中高溫復(fù)合結(jié)構(gòu)儲熱材料，其特征在于，所述顯熱儲熱材料為SiC、SiO₂、MgO、Al₂O₃、莫來石質(zhì)、鋯英石質(zhì)、堇青石質(zhì)中的1種或至少2種的組合，進(jìn)一步優(yōu)選為SiC、SiO₂、MgO、Al₂O₃中的1種或至少2種的組合。

4.如權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的中高溫復(fù)合結(jié)構(gòu)儲熱材料，其特征在于，所述導(dǎo)熱強(qiáng)化材料為高導(dǎo)熱碳材料或/和金屬，進(jìn)一步優(yōu)選為金剛石及類金剛石碳膜、高定向石墨、摻雜石墨、高導(dǎo)熱柔性石墨、高導(dǎo)熱碳纖維及其復(fù)合材料、碳納米管及其復(fù)合材料、高導(dǎo)熱炭泡沫、膨脹石墨、石墨烯中的1種或至少2種的組合，特別優(yōu)選為碳納米管；

優(yōu)選地，所述無機(jī)鹽相變潛熱材料與顯熱儲熱材料的質(zhì)量比為1:0.17～1:5.7，特別優(yōu)選為1:0.25～1:3.6；

優(yōu)選地，所述導(dǎo)熱強(qiáng)化材料含量為0.0005～0.5kg/(kg儲熱材料)，特別優(yōu)選為0.001～0.1kg/(kg儲熱材料)。

5.如權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的中高溫復(fù)合結(jié)構(gòu)儲熱材料的制備方法，包括以下步驟：

（1）將無機(jī)鹽相變潛熱材料與顯熱儲熱材料及導(dǎo)熱強(qiáng)化材料混合均勻，加壓成型制成生坯；

（2）將步驟（1）所得生坯升溫?zé)Y(jié)，制得中高溫復(fù)合結(jié)構(gòu)儲熱材料。

6.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，步驟（1）中將無機(jī)鹽相變潛熱材料研磨，然后與顯熱儲熱材料及導(dǎo)熱強(qiáng)化材料混合均勻；

優(yōu)選地，步驟（1）中將無機(jī)鹽相變潛熱材料研磨后過至少100目篩，然后與顯熱儲熱材料及導(dǎo)熱強(qiáng)化材料混合均勻，進(jìn)一步優(yōu)選過120目篩；

優(yōu)選地，步驟（1）中所述研磨為球磨；

優(yōu)選地，步驟（1）中所述無機(jī)鹽相變潛熱材料與顯熱儲熱材料以及導(dǎo)熱強(qiáng)化材料的所述混合為通過球磨混合均勻。

7.如權(quán)利要求5或6所述的方法，其特征在于，步驟（1）中所述加壓成型壓力為2MPa以上，進(jìn)一步優(yōu)選為2～30MPa，特別優(yōu)選為5～15Mpa；

優(yōu)選地，步驟（1）中所述加壓成型時(shí)間為0.3min以上，進(jìn)一步優(yōu)選為0.4～20min，特別優(yōu)選為0.5～10min；

優(yōu)選地，步驟（2）中所述的升溫?zé)Y(jié)為等靜壓燒結(jié)、兩步燒結(jié)或液相燒結(jié)，特別優(yōu)選為液相燒結(jié)。

8.如權(quán)利要求5-7任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，步驟（2）中所述升溫?zé)Y(jié)為以0.1～8℃/min的升溫速率由室溫升至無機(jī)鹽相變潛熱材料的相變潛熱溫度以下80～120℃，然后以0.01～2℃/min的升溫速率升溫至無機(jī)鹽相變潛熱材料的相變潛熱溫度以上40～70℃，保溫至少60min，同階段同速率冷卻；

優(yōu)選地，步驟（2）中所述升溫?zé)Y(jié)為以2～7℃/min的升溫速率由室溫升至無機(jī)鹽相變潛熱材料的相變潛熱溫度以下90～110℃，然后以0.1～1.5℃/min的升溫速率升溫至無機(jī)鹽相變潛熱材料的相變潛熱溫度以上45～55℃，保溫至少80min，同階段同速率冷卻；

優(yōu)選地，步驟（2）中所述升溫?zé)Y(jié)為以升溫速率4～6℃/min由室溫升至無機(jī)鹽相變潛熱材料的相變潛熱溫度以下100℃，然后以0.8～1.2℃/min的升溫速率升溫至無機(jī)鹽相變潛熱材料的相變潛熱溫度以上50℃，保溫至少90min，同階段同速率冷卻。