[發明專利]一種工作溫度500-600度儲能用耐氧化含鋇鋁合金

在審

• 申請號: 201811304255.1
• 申請日: 2018-11-03
• 公開（公告）號: CN109182808A
• 公開（公告）日: 2019-01-11
• 發明（設計）人: 楊長江
• 申請（專利權）人: 廣州宇智科技有限公司
• 主分類號: C22C1/03
• 分類號: C22C1/03;C22C1/06;C22C21/14;C22C21/16
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• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種工作溫度500?600度儲能用耐氧化含鋇鋁合金。按照重量百分比,該合金的成分為:Cu:8.0?9.0wt.%,Si:4.0?5.0wt.%,Mg:2.0?3.0wt.%,Ba:0.4?0.6wt.%,P:0.1?0.2wt.%,In:1.4?1.5wt.%,余量為鋁。該材料為合金儲能領域提供了一種含鋇的多元近共晶合金解決方案,且該合金熔體具有優異的耐氧性能,熱循環性能和熱物性能。可以有效地克服目前Al?Cu二元共晶合金相關性能不足的現狀，并預期會在儲熱領域在解決行業難題的同時獲得極大的市場價值。

技術領域

本發明涉及合金技術領域，具體地說，涉及一種鋁合金。

背景技術

能源是人類活動的物質基礎，因而人類社會發展離不開優質能源和使用。在當今世界，能源的發展是全世界共同關心的話題，也是我國社會經濟發展所需要面對的重大問題。能量的存在形態是多種多樣的，例如機械能、聲能、化學能、電磁能、光能、熱能及核能等。但絕大多數能量是需要經過熱能的形式被轉化和利用。采用儲熱技術可緩解熱能供求在時間上，強度上和空間上不匹配的矛盾，是熱能系統優化運行的重要手段。儲熱主要包括顯熱儲熱、潛熱儲熱和化學反應儲熱三種形式。

適合儲能來源的熱能一般有太陽能和工業余熱。（1）太陽能取之不盡、用之不竭，且分布廣泛、無污染，是經濟型的清潔能源。我國全國2/3以上的地區，太陽能年輻射量超過6 GJ·m²，年日照時數2200 h以上。我國每年地球表面接收的太陽輻射能約相當于1700億噸標準煤。（2）工業余熱主要來自冶金、建材、化工等行業。一般而言，工業余熱資源最高約占其燃料總熱量的67%，其中可回收率達60%。我國余熱資源的整體利用率較低，大型鋼鐵企業余熱利用率約在30-50%左右。

無論是太陽能還是工業余熱資源，都存在間歇性和不穩定性的問題，嚴重阻礙了有關技術的推廣和應用。正因如此，儲熱技術最為簡單和普遍，利用儲熱技術解決熱能供求在時間上的不匹配。隨著人類的發展和對能源利用技術的不斷改進，儲熱技術也不斷發展，在能源的集中供應端和用戶端都發揮著日益重要的作用。

合金儲熱材料在高溫儲熱方而具有良好的應用前景。合金類相變儲熱材料主要由多種金屬組成的二元、三元，四元或者多元合金，其相變溫度一般在 300℃以上。同時，該類合金具有熔點低、沸點高、化學活性低、導熱系數大、密度高等特點，是非常有效的熱量存儲和傳輸介質。其中，近幾年開發的合金儲熱材料可以在亞微秒的時間內實現快速的充/釋熱，這類合金儲熱材料在對材料重量要求不高的領域有較好的應用前景。

可以預見，合金儲熱材料可以和傳統的有機和無機儲熱材料進行競爭。隨著能量利用技術研究和應用在全世界范圍內迅速的展開，開發高效和先進的合金儲熱材料越來越具有非常重要的現實意義。但是目前的合金儲熱材料在高溫下的穩定性和熱循環性能還有待提升和優化，尤其是熱穩定性能不足造成的在長期使用過程中合金不斷的氧化消耗，使得儲熱系統要時常大量的注入新的合金儲熱材料來進行補充。不僅耗費了大量的人力物力，也使得儲熱的成本有了大幅度的上升，這在工業及其產品需要競爭力的今天極為不利。也就是說，理想的合金儲熱材料要具有低廉的價格，良好的使用壽命，優異的高溫穩定性和不會衰減的熱循環性能。傳統的低熔點鋁合金，由于其中不含有活潑的類似鎂的元素，因而該合金在工作時表面會生成一層致密氧化層膜，提升了合金高溫時的工作穩定性。但是，在儲熱合金中添加了活潑元素時，在高溫下使用時的燒損很嚴重。不僅使得合金成分迅速改變，也使得合金熱物性能有了很大的降低。因而，考慮到國際競爭日益激烈的今天，開發一種具有在熔化狀態下具有優異的耐氧化性能的儲能鋁合金具有極其重要的現實意義。

發明內容

本發明目的在于克服現有技術的不足，提供一種工作溫度500-600度儲能用耐氧化含鋇鋁合金。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：