[發明專利]一種生物形態碳化硅陶瓷高溫光熱儲存材料

有效

• 申請號: 202011357245.1
• 申請日: 2020-11-27
• 公開（公告）號: CN112521153B
• 公開（公告）日: 2022-02-22
• 發明（設計）人: 劉向雷;徐巧;宣益民
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: C04B35/565
• 分類號: C04B35/565;C04B35/65;C04B38/06;C04B41/85;C09K5/06
• 代理公司: 南京鑫之航知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 32410
• 代理人: 姚蘭蘭

1.生物形態碳化硅陶瓷高溫光熱儲存材料的制備方法，該復合相變儲熱材料由氯化鹽、多孔碳化硅骨架復合制成，其中多孔碳化硅陶瓷骨架的質量分數占70%，氯化鹽的質量分數占30±3%，氯化鹽中氯化鈉的質量分數占60±1%，氯化鉀的質量分數占40±1%；

多孔生物碳化硅孔隙率為50±5%；

其特征在于，生物形態碳化硅陶瓷高溫光熱儲存材料的制備方法包括如下步驟：

第一步：生物形態碳化硅陶瓷的制備；將木頭初步切割，于干燥箱中干燥后置于管式爐中升溫至900~1100℃保溫 30~60分鐘；出爐，將碳化后的前驅體精細切割；將切割后的前驅體置于高溫爐中，真空氛圍下與過量的硅在1550~1650℃下反應1~4小時；然后置于1900±50℃的真空氛圍中保溫4~6小時，得到生物形態的多孔碳化硅陶瓷；

第二步：高溫相變儲熱材料的制備；按比例稱取氯化鈉和氯化鉀置于球磨機中充分混合均勻后，置于管式爐中在氮氣氛圍下充分干燥，得到相變儲熱材料備用；

第三步：生物形態碳化硅陶瓷高溫光熱儲存材料的制備；將第二步所得相變儲熱材料置于坩堝中使其包覆第一步所得的生物形態碳化硅陶瓷，在管式爐中，真空氛圍下加熱至665~675℃并保溫3~4小時，即得到生物形態碳化硅陶瓷高溫光熱儲存材料；

所述第一步中，干燥后的木頭置于管式爐中，氮氣保護氛圍，以0.5℃/min的升溫速率升溫至500℃，再以1℃/min的升溫速率升溫至900~1100℃保溫 30~60分鐘，再以1℃/min的降溫速率降溫至室溫；

所述第二步中，球磨機的轉速為300r/min，混合時間為3小時，將混合后的氯鹽置于管式爐中，氮氣氛圍，90℃干燥2~6h，隨即升溫至350℃干燥2~6h；

所述第三步中，將第二步所得氯鹽置于坩堝中使其包覆第一步所得的生物形態碳化硅陶瓷，在管式爐中加熱至665~675℃，真空氛圍，保溫4h，升溫速率≤5℃/min。

2.根據權利要求1所述的生物形態碳化硅陶瓷高溫光熱儲存材料的制備方法，其特征為：所述第一步中，將木頭切割成長度70mm，寬度50mm，厚度30mm的長方體，初步切割后的木頭置于干燥箱中70℃干燥2~3天。

3.根據權利要求1所述的生物形態碳化硅陶瓷高溫光熱儲存材料的制備方法，其特征在于：所述第一步中，打孔機和線切割機將碳化后的前驅體精細切割成直徑12.7mm，厚度3mm的圓片；用足量的硅粉包覆切割后的前驅體置于高溫爐中，真空氛圍下升溫至1550~1650℃，保溫1~4小時，升溫速率≤10℃/min。

4.根據權利要求1所述的生物形態碳化硅陶瓷高溫光熱儲存材料的制備方法，其特征在于：所述第一步中，將碳化硅陶瓷和多余硅置于高溫爐中加熱到1900±50℃，真空氛圍，保溫4~6小時，升溫速率≤10℃/min。

5.根據權利要求1所述的生物形態碳化硅陶瓷高溫光熱儲存材料的制備方法，其特征在于：所述第二步中，氯化鈉和氯化鉀的質量分數占比為60%:40%。