储热材料研究现状及发展趋势

储热材料的研究是当今世界研究的热点。本文综述了近几年关于显热储热材料,潜热储热材料,热化学储热材料的材料体系、制备技术及性能特点。对各种储热材料组成、结构、制备工艺、性能特点、存在的问题、应用前景及未来的发展趋势进行了分析讨论。每种储热材料都存在着各自的优点和不足,为了充分发挥材料的优点,尽量避免其缺点,采用制备复合材料的方法是储热材料研究和应用的重要趋势。目前对新型复合储热材料的制备方式主要有:(1)物理和化学方法制备微/纳米胶囊相变材料;(2)宏观包裹法;(3)混合烧结法制备定型复合相变材料;(4)吸附浸渍法制备复合相变材料等,本文对这些复合储热材料的研究和应用趋势进行了论述。

高温熔盐热管的启动和等温性能

高温热管是高温领域高效传热的关键技术。为进一步研究开发高效热管,提升工业过程传热性能,以熔盐作为热管的传热工质,搭建了高温热管传热实验台,研究了传热工质和倾斜角对热管启动和等温性能的影响。结果表明,在450~700K工作温度范围内,AlBr3和TiCl4熔盐热管在倾斜角为45°和60°的条件下,均达到最优的启动性能;在热管倾斜角为60°时,两种熔盐热管等温性能均达到最佳。无机盐AlBr3和TiCl4作为传热工质,重力热管具有良好的启动和等温性能。

高温黏结剂的研究进展

回顾了近几年国内外无机和有机高温黏结剂的发展现状,总结了国内外为改善高温黏结剂性能所做的工作,重点介绍了高温黏结剂的开发、改性和应用,展望了高温黏结剂今后的发展。

Al-Si系无机高温粘结剂的制备与性能研究

以氧化铝、硅微粉、铝酸钙水泥、膨胀纤维和氧化镁为原料、在不同温度烧成下制备了新型无机高温粘结剂。为探究粘结剂的最佳配比和最佳烧成制度,对烧成后试样进行了力学性能测试和显微结构表征。结果表明:在1600℃烧成后不同原料配比的试样中均有Al_2O_3和3Al_2O_3·2SiO_2相;随着烧成温度的升高,生成的莫来石晶粒发育更加规则;按质量比Al_2O_3:SiO_2=5:1在1600℃下烧成的试样力学性能较好,其抗折强度、耐压强度和剪切强度分别为31.72 MPa、119.14 MPa和3.75 MPa。

仿生制备多孔ZrC/C复合陶瓷材料

以碳化后的梧桐木块作为碳模板,采用金属锆作为锆源,在KCl和KF的混合熔盐体系中制备了多孔ZrC/C复合陶瓷材料。研究了不同碳化温度对碳模板的显微形貌、显气孔率和体积密度的影响。并采用X射线光电子能谱(XPS)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)表征了梧桐木的碳化过程以及复合材料的物相组成和显微形貌。结果表明:梧桐木的碳化分为有机物的热分解和石墨化两个过程;碳化后的梧桐木保留了多孔的特征结构,随着碳化温度的升高,碳模板显气孔率变大,体积密度减小;反应时间的延长有利于增强ZrC层与碳模板基体表面的结合力;KF的加入量需要严格控制,过量的KF会破坏复合材料的结构。

耐火材料的气孔特性与物理性能相关性的研究进展

气孔作为耐火材料显微结构的重要组成部分,对材料的物理性能有着重要的影响。本文主要介绍了气孔率、气孔孔径分布、气孔形状等气孔特性,以及对材料力学性能、热学性能的影响,主要包括强度、导热系数等方面的研究进展。在此基础上对现有研究中存在的主要问题进行了总结,为气孔特性与耐火材料物理性能相关性的后续研究提供了相关的理论依据。

天然矾土原料对转炉钢渣熔点的影响

以天然矾土原料为改质剂引入转炉钢渣中,研究了不同矾土添加量对MgO饱和溶解、转炉钢渣碱度及半球点温度的影响。随矾土加入量的增加,MgO饱和溶解度没有发生明显改变,转炉钢渣的碱度逐渐下降,而半球点温度呈现出先降低后升高的趋势。

SiO_(2)纳米颗粒对二元硝酸盐表面张力的影响

表面张力直接影响着熔盐传热的液相传输系数,而在熔盐中加入纳米颗粒能够调节其表面张力。利用高温熔融法,将不同比例的SiO_(2)纳米颗粒分散到二元硝酸熔盐中,制备了5种纳米熔盐。借助拉筒法对基盐和5种纳米熔盐在不同温度下的表面张力进行了实验研究,拟合得到基盐和5种纳米熔盐表面张力随温度变化的实验关联式,并对纳米熔盐的微观结构进行了分析。结果表明:在基盐中加入纳米颗粒会提高熔盐的表面张力,并且5种纳米熔盐的表面张力均随温度的升高而降低。

铝源种类对熔盐法合成镁铝尖晶石的影响

分别以分析纯Al_2O_3和Al Cl_3为铝源,以分析纯MgO为镁源,在Na Cl和KCl混合熔盐介质中,分别在1000、1100、1200和1250℃保温3 h合成了镁铝尖晶石粉体,研究了试样的物相组成、微观形貌和化学组成。结果表明:1)温度的升高有利于MgAl_2O_4的形成和结晶。2)以Al_2O_3为铝源合成的镁铝尖晶石在Al_2O_3原料表面成核生长,晶体结构随着温度的升高趋于完善;以Al Cl_3为铝源合成的镁铝尖晶石颗粒粒径约为3μm且呈正八面体结构。

碳化硅蜂窝陶瓷的研究及应用

SiC是一种物化性能十分优异的无机材料,是各种高性能、特殊环境应用的理想材料。近年来,随着汽车拥有量的增多,汽车尾气排放带来的空气污染问题也逐渐凸显,而目前在汽车尾气净化上应用最广泛的为装载有催化剂粉末的蜂窝陶瓷。SiC凭借优良的导热性能和耐高温、耐腐蚀性能,正逐渐代替堇青石成为首选的蜂窝陶瓷材料。本文综述了碳化硅材料的性能特点;SiC蜂窝陶瓷在尾气净化应用上的优缺点及其在国内外的研究现状;介绍了SiC蜂窝陶瓷的制备工艺及其应用;指出了目前国内相关企业和研究单位在SiC蜂窝陶瓷开发与研究方面的主要任务。

储能供热熔盐换热器设计及运行特性分析

高温熔盐储热是解决当前能源问题最有效的途径之一,熔盐-水换热器的结构和设计参数对熔盐储热性能有决定性作用。借助HTRI软件对兆瓦级熔盐-水换热器设计进行了详细的设计选型,对相关尺寸进行圆整后,得到熔盐-水换热器的制造尺寸和额定性能参数。在此基础上,通过改变熔盐-水换热器中水流量、熔盐流量,对所设计熔盐-水换热器动态热负荷、熔盐进出口温度、有效平均温差、水蒸气出口温度、面积设计余量、传热系数等性能参数进行了模拟计算。结果表明,所设计熔盐-水换热器能够满足1 MW熔盐-水换热的要求,其动态换热性能符合管壳式换热器的换热规律,设计选型正确,可为今后熔盐换热器的深入研究提供参考。

基于灰色系统理论的多孔镁橄榄石材料孔结构与导热性能的相关性

用NaCl作熔盐介质制备镁橄榄石质多孔材料,研究了NaCl含量（质量分数）的不同以及烧结温度的变化对镁橄榄石多孔材料的性能的影响,并借助灰色系统理论研究了不同NaCl含量以及不同烧成温度下材料的气孔特性参数变化与导热系数值变化的关联性大小。结果表明：相同烧成温度、不同熔盐含量时,多孔材料的导热能力与材料内部气孔孔径在0.47～4.70μm范围内的数量关联度最大;不同烧成温度、相同熔盐含量时,孔径分布在大于47μm之间的气孔数量对多孔材料的导热能力关联度最大。