[發明專利]一種高溫相變復合儲熱陶瓷基材料及其制備方法

在審

• 申請號: 201711322736.0
• 申請日: 2017-12-12
• 公開（公告）號: CN108017403A
• 公開（公告）日: 2018-05-11
• 發明（設計）人: 唐華
• 申請（專利權）人: 天津琪臻節能科技有限公司
• 主分類號: C04B35/80
• 分類號: C04B35/80;C09K5/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明屬于儲熱材料技術領域，具體公開了一種高溫相變復合儲熱陶瓷基材料及其制備方法。以重量份計，該材料由以下原料制備得到：陶瓷基質10～15份、碳酸鋰20～30份、碳酸鉀20～30份、碳酸鈉30～40份、高導熱碳纖維1～2份、摻雜石墨1～2份。本發明制備的高溫相變復合儲熱陶瓷基材料，具有相變潛熱大、高溫穩定性強、毒性小、腐蝕性小等優點，可作為相變儲熱材料使用，提高了能量轉換效率；導熱性能更高，吸熱放熱速度更快；在相變時不會改變其外形，可以有效防止泄露。

技術領域

本發明屬于儲熱材料技術領域，具體涉及一種高溫相變復合儲熱陶瓷基材料及其制備方法。

背景技術

節能與環保是能源利用領域的一個重要課題，利用相變儲熱材料的相變潛熱儲存能量是一種新型的節能技術。儲熱材料在相變過程中，吸收周圍環境的熱量，并在周圍環境溫度降低時，向周圍環境釋放熱量，從而達到控制周圍環境溫度和節能的目的。它在太陽能利用、熱能回收、空調制冷、建筑節能、航空航天等領域都有廣泛的應用前景。

目前的儲熱材料普遍存在導熱性能差的缺點，因此制成的相變儲熱部件由于導熱性差，無法充分發揮儲熱材料的儲熱功能。其次，儲熱材料發生固一液相變時，會導致泄漏問題。

發明內容

本發明所要解決的第一個技術問題是提供一種高溫相變復合儲熱陶瓷基材料，以重量份計，該材料由以下原料制備得到：陶瓷基質10～15份、碳酸鋰20～30份、碳酸鉀20～30份、碳酸鈉30～40份、高導熱碳纖維1～2份、摻雜石墨1～2份。

優選的，上述高溫相變復合儲熱陶瓷基材料，以重量份計，該材料由以下原料制備得到：陶瓷基質15份、碳酸鋰25份、碳酸鉀25份、碳酸鈉40份、高導熱碳纖維1份、摻雜石墨2份。

其中，上述高溫相變復合儲熱陶瓷基材料中，所述陶瓷基質為SiC、SiO2、或者MgO。

其中，上述高溫相變復合儲熱陶瓷基材料中，所述摻雜石墨為氮摻雜石墨或者硼摻雜石墨。

本發明所要解決的第二個技術問題是提供上述高溫相變復合儲熱陶瓷基材料的制備方法，該方法具體包括以下步驟：

(1)將碳酸鋰20～30份、碳酸鉀20～30份、碳酸鈉30～40份和陶瓷基質10～15份混合，進行研磨混合均勻，得到無機鹽陶瓷基質體系；

(2)將高導熱碳纖維1～2份、摻雜石墨1～2份在500～600℃惰性氣體中加熱15min，然后加入到上述無機鹽陶瓷基質體系中，通過研磨混合均勻，形成復合體系；

(3)上述復合體系經加壓成型后，于700～760℃燒結20～30min，燒結完成后降溫至常溫，得到高溫相變復合儲熱陶瓷基材料。

其中，上述高溫相變復合儲熱陶瓷基材料的制備方法，步驟(1)和步驟(2)中研磨至粒徑在400～500目之間。

其中，上述高溫相變復合儲熱陶瓷基材料的制備方法，步驟(3)中所述加壓的條件為：壓力2.4～2.8MPa，加壓時間2～2.5min。

其中，上述高溫相變復合儲熱陶瓷基材料的制備方法，步驟(3)中所述燒結時的升溫速率為3～5℃/min，所述降溫時的降溫速率為10℃/min。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：本發明制備的高溫相變復合儲熱陶瓷基材料，具有相變潛熱大、高溫穩定性強、毒性小、腐蝕性小等優點，可作為相變儲熱材料使用，提高了能量轉換效率；導熱性能更高，吸熱放熱速度更快；在相變時不會改變其外形，可以有效防止泄露。

具體實施方式