KF-KCl-SiO2材料的制備與儲(chǔ)熱性能研究.pdf

1、儲(chǔ)熱技術(shù)的發(fā)展可以有效的解決能源在時(shí)間和空間上不連續(xù)的問題，提高能量的使用效率。目前研究比較多的儲(chǔ)熱材料主要有顯熱儲(chǔ)熱材料和潛熱儲(chǔ)熱材料（相變材料）。兩者在使用過程中都存在一些不足。前者儲(chǔ)熱密度小，儲(chǔ)熱和放熱的溫度變化太大，難以控制。后者在相變過程中可能有液體產(chǎn)生，液體的流動(dòng)性需要容器要盛裝，而在高溫下，相變材料的液體具有極強(qiáng)的腐蝕性，這對(duì)容器的要求比較苛刻。為了充分利用兩者的優(yōu)點(diǎn)，盡量避免兩者的不足，無機(jī)鹽/陶瓷復(fù)合儲(chǔ)熱材料就是一類很

2、有應(yīng)用前景的復(fù)合儲(chǔ)熱材料。
　　采用混合燒結(jié)工藝將相變材料KF-KCl和陶瓷材料SiO2進(jìn)行復(fù)合，并添加聚乙烯醇作為粘接劑、B2O3作為燒結(jié)助劑，成功制備出一種陶瓷基復(fù)合結(jié)構(gòu)儲(chǔ)熱材料。XRD分析表明：由KF-KCl/SiO2構(gòu)成的復(fù)合儲(chǔ)熱材料各物質(zhì)之間具有良好的化學(xué)相容性；TG-DSC分析表明：KF-KCl/SiO2復(fù)合儲(chǔ)熱材料在591.7℃時(shí)出現(xiàn)吸熱峰，相變潛熱是157.4J/g。該復(fù)合儲(chǔ)熱材料具有儲(chǔ)熱密度高和無需容器盛裝等特點(diǎn)

3、，可以實(shí)現(xiàn)高溫儲(chǔ)熱。
　　本文通過大量的試驗(yàn)詳細(xì)研究了原料配比、成型壓力、燒結(jié)溫度、保溫時(shí)間和助燒劑含量對(duì)KF-KCl/SiO2復(fù)合儲(chǔ)熱材料燒結(jié)質(zhì)量的影響規(guī)律，最終確定最佳的配比為：無機(jī)鹽KF-KCl的含量為40％，成型壓力為20MPa，保壓時(shí)間為5min，燒結(jié)溫度為750℃，保溫時(shí)間為120min左右，助燒劑的含量為5%。
　　為了滿足KF-KCl/SiO2復(fù)合儲(chǔ)熱材料在長(zhǎng)期使用過程中能夠保持其儲(chǔ)熱能力的要求，本文對(duì)制備好

4、的復(fù)合儲(chǔ)熱材料進(jìn)行了100次的熱循環(huán)試驗(yàn)，每10次循環(huán)后，對(duì)其質(zhì)量、相變溫度和相變焓進(jìn)行測(cè)試，結(jié)果表明，復(fù)合儲(chǔ)熱材料的失重率追著循環(huán)次數(shù)的增加而增加，當(dāng)循環(huán)次數(shù)達(dá)到70次以后，失重率變化非常緩慢，經(jīng)過100次循環(huán)后，復(fù)合儲(chǔ)熱材料的失重率約為3.32%，相變潛熱值下降幅度為3.24%，相變溫度基本恒定，說明復(fù)合儲(chǔ)熱材料的熱循環(huán)穩(wěn)定性良好。經(jīng)過了100次急冷急熱的熱循環(huán)試驗(yàn)后，試驗(yàn)還能保持完好的形狀，沒有開裂，抗壓強(qiáng)度為24MPa，和循環(huán)之