[發明專利]一種利用高溫相變蓄熱材料制作蓄熱產品的方法有效

申請號：	201310726831.2	申請日：	2013-12-25
公開（公告）號：	CN103694965A	公開（公告）日：	2014-04-02
發明（設計）人：	肖繼東;陳康;陳小強;陳小文;陳躬銓;潘石;石策	申請（專利權）人：	中源偉業新材料有限公司
主分類號：	C09K5/06	分類號：	C09K5/06
代理公司：	北京超凡志成知識產權代理事務所(普通合伙) 11371	代理人：	吳開磊
地址：	036000 山西***	國省代碼：	山西;14
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摘要：
搜索關鍵詞：	一種利用高溫相變蓄熱材料制作產品方法
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【說明書】：

技術領域

本發明涉及材料加工領域，具體而言，涉及一種利用高溫相變蓄熱材料制作蓄熱產品的方法。

背景技術

現有的人工合成莫來石或堇青石制品技術主要的區別在于所用原料的不同及工藝過程的少許差別，其終端產品仍然主要為行業熟知的常規莫來石或堇青石制品，而莫來石或堇青石產品本身具有優秀的高溫性能。

目前報道的高溫相變蓄熱材料主要以高分子材料或鋁合金、鎂合金等制成，但是使用溫度較低，一般的在800℃以下。據報道，在太陽能行業中，由金屬鋁粉制成的高溫相變蓄熱材料的最高耐熱溫度可以達到800℃，高于800℃的還未見報道。

而現有的蓄熱產品均是由常規原料制成的孔磚、蓄熱球以及蜂窩陶瓷，這些產品的使用溫度雖然較高，可以達到1000℃以上，但是因為現行的蓄熱產品的蓄熱方式主要是通過材料本身的物理吸熱方式進行熱量貯存，其貯熱能力有限，且吸熱傳熱速度也慢，在高溫狀況下，材料本身易被侵蝕，而且比如熱風爐，加熱爐均需要1300℃以上的耐高溫材料才可以使用，所以現有的這些高溫相變蓄熱材料以及產品只能用在太陽能等中低溫蓄熱領域。

發明內容

本發明的目的在于提供一種利用高溫相變蓄熱材料制作蓄熱產品的方法，以解決上述的問題。

在本發明的實施例中提供的一種利用高溫相變蓄熱材料制作蓄熱產品的方法，包括以下步驟：

在粉煤灰中加入金屬硅粉；

經過球磨機混合球磨后，噴霧造粒，使用壓力機機壓成型或者使用擠泥機擠出為成型材料；

將所述成型材料制成孔磚、或者蓄熱球、或者蜂窩陶瓷的坯體；

將所述坯體干燥、保溫，燒成，冷卻，揀選。

根據本發明提供的一種利用高溫相變蓄熱材料制作蓄熱產品的方法中，其中的粉煤灰為制備莫來石或堇青石制品材料時常用的原材料，但是其中的金屬硅粉的體積密度為2.33g/cm3，比熱容為0.162Kcal/Kg，熔點為1414℃，熔化熱為50.55KJ/mol，在1000-1200℃以下的中低溫階段能夠提高莫來石或堇青石制品材料的吸熱傳導速率，進而提高莫來石或堇青石制品材料的傳遞熱量和吸收熱量的能力。在高溫時蓄熱產品表面的金屬硅粉被氧化形成硅的氧化物膜，能防止FeO等的侵蝕，進而能夠提高蓄熱產品的使用壽命。同時硅的氧化物膜能夠對蓄熱產品的材料內部的金屬硅粉進行有效保護，使其一直保持單質狀態。

當環境溫度進一步升高達到1414℃時，蓄熱產品內部高度分散的金屬硅粉開始熔化，并在相變熔化過程以50.55kJ/mol的吸熱能力進行額外的相變蓄熱過程，該過程中使得蓄熱產品在蓄熱過程中，能夠額外地積蓄更多地熱量，也就是提高了蓄熱產品的蓄熱能力。

同時由于蓄熱產品內部的金屬硅粉末在熔化降溫之后又會凝固，所以，金屬硅粉的熔化、凝固過程是可以循環的，該蓄熱產品可以循環使用，而且該蓄熱產品的使用溫度在1000℃以上，所以，本發明提供的方法制備的蓄熱產品的使用溫度高，并且可以長期循環使用，蓄熱能力更強。

附圖說明

圖1為本發明實施例1提供的一種利用高溫相變蓄熱材料制作蓄熱產品的方法流程圖。

具體實施方式

下面通過具體的實施例子并結合附圖對本發明做進一步的詳細描述。

如圖1所示的一種利用高溫相變蓄熱材料制作蓄熱產品的方法，包括以下步驟：

101.在粉煤灰中加入金屬硅粉；

其中的粉煤灰為電廠的廢棄物，原材料成本低，且容易得到。

其中粉煤灰的加入量為20-40份，金屬硅粉的加入量為10-40份。

為了提高各個材料成分之間的粘結性，還可以給其中加入結合性粘土，按照原材料的加入量比例，結合性粘土的加入量通常為1-10份。

在粉煤灰中加入金屬硅粉的步驟中，還可以給其中加入滑石粉，滑石粉的加入量為10-30份，加入滑石粉之后制成蓄熱材料堇青石材料。在未加入滑石粉時，制成蓄熱材料莫來石材料。