[發(fā)明專利]一種工作溫度小于100度的高儲(chǔ)熱密度錫合金及其工藝

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• 申請日: 2018-11-07
• 公開（公告）號: CN109234566A
• 公開（公告）日: 2019-01-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊長江
• 申請（專利權(quán)）人: 廣州宇智科技有限公司
• 主分類號: C22C13/00
• 分類號: C22C13/00;C22C1/03
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• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明公開了一種工作溫度小于100度的高儲(chǔ)熱密度錫合金及其工藝。按照重量百分比,該合金的成分為:Cd:15.0?18.0wt.%,Pb:6.0?6.5wt.%,Bi:8.4?8.6wt.%,Sb:1.2?1.5wt.%,Ga:2.0?2.5wt.%,Y:0.2?0.3wt.%,Cu:0.1?0.2wt.%,Sr:0.4?0.5wt.%,余量為錫。該材料為合金儲(chǔ)能領(lǐng)域提供了一種工作溫度小于100度的儲(chǔ)熱用錫合金，且該熔體具有優(yōu)異的耐氧化性能，熱物性能和熱循環(huán)性能。不僅可以克服目前儲(chǔ)熱領(lǐng)域面臨的難題，也會(huì)預(yù)期在解決儲(chǔ)能合金領(lǐng)域面臨的技術(shù)難題的同時(shí)獲得極大的社會(huì)價(jià)值和市場價(jià)值。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及合金技術(shù)領(lǐng)域，具體地說，涉及一種錫合金。

背景技術(shù)

隨著經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展和人類生活水平的提高，現(xiàn)有的化石能源已經(jīng)不能滿足人類的長久需求。由于化石能源的開采和使用也帶來了環(huán)境污染和氣候的巨變，在對環(huán)境保護(hù)極其嚴(yán)格的今天開發(fā)可再生能源變得極為重要。可以預(yù)計(jì)，可再生清潔能源在未來具有很廣泛的應(yīng)用前景。但是自然界的可再生能源具有間歇性和不穩(wěn)定性的特點(diǎn)，嚴(yán)重的制約了自然界可再生清潔能源的開發(fā)和利用，因而儲(chǔ)能技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。

一般而言，可再生的清潔能源包括太陽能，風(fēng)能等自然能源。此外，也包括人類工業(yè)活動(dòng)中產(chǎn)生的廢熱，其中以工業(yè)的廢熱最為突出。利用儲(chǔ)能技術(shù)，就可以將不穩(wěn)定的工業(yè)廢熱，風(fēng)能，太陽能，以及低利用率時(shí)間段的電能進(jìn)行儲(chǔ)存，從而達(dá)到提升能量利用效率和節(jié)能減排的作用。儲(chǔ)熱就是儲(chǔ)能領(lǐng)域一種重要的形式，主要包括顯熱儲(chǔ)能和潛熱儲(chǔ)能。

顯熱儲(chǔ)能就是通過儲(chǔ)熱介質(zhì)使其溫度升高而吸收能量。這種技術(shù)儲(chǔ)存能量有限，設(shè)備體積龐大，經(jīng)濟(jì)性不高，能量吸收和釋放中溫度變化較大，使其難以與外界熱用戶匹配，可控性較差。潛熱儲(chǔ)熱是利用相變潛熱而儲(chǔ)熱。由于相變潛熱遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于顯熱吸收的熱量，所以潛熱儲(chǔ)熱的能量也遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于顯熱蓄熱的能量。在存儲(chǔ)相同的能量的前提下，潛熱蓄熱具有可以減小裝置體積，而且蓄熱過程中近似等溫，過程易于控制等優(yōu)點(diǎn)。

由于儲(chǔ)熱技術(shù)能夠有效緩解能量供求雙方在時(shí)間、強(qiáng)度及地點(diǎn)上的不匹配，解決了能源供應(yīng)與需求之間的矛盾，在提高可再生能源的持續(xù)利用方面有重要應(yīng)用。特別是相變儲(chǔ)熱技術(shù)蓄熱密度大、裝置簡單、設(shè)計(jì)靈活、過程容易控制等優(yōu)點(diǎn)，在實(shí)際工程中具有低成本，長壽命和環(huán)保無污染等諸多優(yōu)點(diǎn)。

相變材料是潛熱儲(chǔ)存系統(tǒng)的核心，目前應(yīng)用于中溫領(lǐng)域的主要有無機(jī)鹽和有機(jī)脂肪酸等。但是它們具有存在儲(chǔ)熱密度小，熱導(dǎo)率低，腐蝕性強(qiáng)和高溫下容易分解等缺點(diǎn)。低熔點(diǎn)合金是目前相變儲(chǔ)熱領(lǐng)域中具有非常突出優(yōu)點(diǎn)的一種新型介質(zhì)。一般而言，合金儲(chǔ)能材料相比于其它相變儲(chǔ)能材料的優(yōu)點(diǎn)是非常明顯的:相變溫度高、相變潛熱大、導(dǎo)熱速度快、熱穩(wěn)定性好、相變的過冷度小、相變體積變化小等。這些合金儲(chǔ)能材料在最近幾十年內(nèi)在世界范圍內(nèi)得到廣泛的研究和應(yīng)用，并已經(jīng)成功應(yīng)用于太陽能熱發(fā)電，工業(yè)余熱利用，建筑保溫以及電子產(chǎn)品降溫等多種領(lǐng)域。

目前國內(nèi)外對儲(chǔ)熱合金需求是非常迫切的，但是迄今為止現(xiàn)有的儲(chǔ)能合金品種，不管是鋁基，鎂基或者其它低熔點(diǎn)金屬的，都存在一系列的問題亟待克服?？紤]到提高能源轉(zhuǎn)換和利用率已經(jīng)在世界范圍內(nèi)成為各國實(shí)施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略必須考慮的重大方向，發(fā)展高效且具有優(yōu)異物理-化學(xué)性能的先進(jìn)儲(chǔ)能合金至關(guān)重要。開發(fā)合適的儲(chǔ)能合金一方面要深入了解材料相變過程中的熱力學(xué)規(guī)律和動(dòng)力學(xué)機(jī)理，另一方面也要從強(qiáng)化傳熱和高效儲(chǔ)熱方面去提高該合金的服役性能。

可以預(yù)見，我國在未來可再生能源發(fā)電的裝機(jī)比重將日益增大。在顯熱儲(chǔ)能和化學(xué)能儲(chǔ)能成本高，容量小，經(jīng)濟(jì)效益不明顯的技術(shù)約束下，相變儲(chǔ)能由于成本低，容量大，無污染等優(yōu)點(diǎn)將會(huì)得到更為廣泛的應(yīng)用。因而開發(fā)具有先進(jìn)性能的儲(chǔ)能用合金必將在促進(jìn)相關(guān)行業(yè)發(fā)展的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)極大的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種工作溫度小于100度的高儲(chǔ)熱密度錫合金及其工藝。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：