基于Al-Si-Cu-Mg-Zn合金的高溫相變儲(chǔ)熱材料制備與儲(chǔ)熱性能研究.pdf

1、隨著太陽能熱發(fā)電技術(shù)的發(fā)展，熱能的儲(chǔ)存技術(shù)日益引起人們的重視。金屬基相變儲(chǔ)熱材料具有儲(chǔ)能密度大，過冷度小，導(dǎo)熱率高，反復(fù)相變后性能穩(wěn)定，過程易控制等特點(diǎn)，因而在高溫儲(chǔ)熱方面具有廣泛的用途。其中，鋁合金高溫相變儲(chǔ)熱材料在相變溫度、儲(chǔ)熱密度、使用壽命等方面更適合做太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)中的儲(chǔ)熱材料。 本文設(shè)計(jì)并制備了20種不同成分的Al-Si-Cu-Mg-Zn系列鋁合金相變儲(chǔ)熱材料。運(yùn)用金相顯微技術(shù)、排液法、綜合熱分析技術(shù)等手段，對(duì)20種

2、不同成分的Al-Si-Cu-Mg-Zn系列鋁合金相變儲(chǔ)熱材料的金相組織、密度、相變溫度、單位質(zhì)量相變潛熱、顯熱和總儲(chǔ)熱量、單位體積相變潛熱、顯熱和總儲(chǔ)熱量等性能進(jìn)行了研究，并制備出多種相變溫度在400-800℃、相變潛熱大于200J/g、單位體積儲(chǔ)熱量高的鋁合金相變儲(chǔ)熱材料，可供太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)選擇使用。 Al-Si系列鋁合金儲(chǔ)熱材料單位質(zhì)量相變潛熱較高。其中鋁硅共晶成分的鋁合金單位質(zhì)量相變潛熱最高，約為450J/g。而當(dāng)鋁合金

3、材料中Mg、Zn含量增加時(shí)，會(huì)降低儲(chǔ)熱材料的單位質(zhì)量相變潛熱。在單位體積相變潛熱方面，鋁硅共晶成分的鋁合金儲(chǔ)熱材料約為1233.8J/cm3，依然高于其它成分的鋁合金儲(chǔ)熱材料。 在400-800℃之間，各成分的鋁合金儲(chǔ)熱材料單位質(zhì)量顯熱差別不大，但增加Cu的含量有利于提高單位質(zhì)量顯熱。由于密度差別較大，Al-Si系列鋁合金儲(chǔ)熱材料單位體積顯熱不高。而含有Cu、Zn等元素的鋁合金儲(chǔ)熱材料的單位體積顯熱高于其它成分的鋁合金儲(chǔ)熱材料。