CN101148577A - 铝/三氧化二铝基复合相变蓄热材料 - Google Patents
铝/三氧化二铝基复合相变蓄热材料 Download PDFInfo
- Publication number
- CN101148577A CN101148577A CNA2007100662990A CN200710066299A CN101148577A CN 101148577 A CN101148577 A CN 101148577A CN A2007100662990 A CNA2007100662990 A CN A2007100662990A CN 200710066299 A CN200710066299 A CN 200710066299A CN 101148577 A CN101148577 A CN 101148577A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- aluminum
- aluminium
- thermal storage
- phase transition
- composite phase
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 24
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 23
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 11
- 239000011232 storage material Substances 0.000 title claims description 9
- 230000007704 transition Effects 0.000 title claims description 7
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 6
- 238000005245 sintering Methods 0.000 claims abstract description 19
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 15
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 14
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 claims description 16
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims description 8
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 claims description 8
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 6
- 238000000748 compression moulding Methods 0.000 claims description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 20
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 abstract description 7
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 abstract description 6
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 abstract description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 abstract description 5
- 238000003825 pressing Methods 0.000 abstract description 4
- 230000008859 change Effects 0.000 abstract description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 abstract description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 abstract 1
- 238000005338 heat storage Methods 0.000 description 10
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 5
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 5
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 5
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 238000004321 preservation Methods 0.000 description 3
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 3
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000012782 phase change material Substances 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 2
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003963 antioxidant agent Substances 0.000 description 1
- 230000003078 antioxidant effect Effects 0.000 description 1
- 235000006708 antioxidants Nutrition 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 1
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 1
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Powder Metallurgy (AREA)
Abstract
铝/三氧化二铝基复合相变蓄热材料。本发明属于潜热式蓄热材料，特别是复合相变工业蓄热体。本蓄热材料选用三氧化二铝粉和金属铝粉复合制备而成，三氧化二铝粉所占的重量百分比为10％～60％，余量为金属铝粉，二者混合均匀，经过压制成型、烧结，制成成品。本发明具有原料便宜、制备工艺简单及操作方便的特点，蓄热体有较高的强度和优良的耐腐蚀性能，而且能保证在相变材料的相变点附近吸、放热，有高密度的储存热量。
Description
技术领域
本发明属于潜热式蓄热材料，特别是复合相变工业蓄热体。
背景技术
蓄热技术是解决能源危机、实现工业节能的重要手段之一，其核心应用在于调和热能供给与需求在时间和空间上不相匹配的矛盾。常用的蓄热材料可分为显热式和潜热式。显热式蓄热材料具有性能稳定、价格便宜等优点，但其蓄热密度低、蓄热装置体积庞大。而相变蓄热(潜热蓄热)材料以其蓄热密度大、相变时温度稳定、所用装置简单、体积小、设计灵活等优点在太阳能储存，工业余热回收，电子器件热管理等诸多领域得到了广泛的应用。一般来讲，金属或合金相变潜热大，热导率高，热稳定性好，是很好的储能材料。但金属材料在相变过程中有液相产生，具有流动性和强烈腐蚀性，存在着较大缺陷。而利用结构稳定、导热率高的陶瓷材料作为蓄热物质的载体，合成出复合蓄热材料，不仅可以提高蓄热材料的导热率和稳定性，还可在一定程度上提高材料蓄热能力。另外，陶瓷材料如Al2O3、MgO、SiC、Si3N4等大都有强度高、重量轻、耐高温、抗氧化、耐腐蚀以及原料便宜等优点，是一种理想的结构材料，作为显热式蓄热材料已被大量地选做工业蓄热体。将其与金属材料在一定工艺条件下复合在一起，形成的复合材料具有高强度、高耐磨性、高耐蚀性、蓄热密度大及放热迅速等优点。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种铝/三氧化二铝基复合相变蓄热材料，其原料便宜，制备工艺简单及操作方便，蓄热体有较高的强度和优良的耐腐蚀性能。
解决发明的技术问题所采用的方案是：三氧化二铝粉所占的重量百分比为10％～60％，余量为金属铝粉，二者混合均匀，经过压制成型、烧结，制成成品。
在本发明的上述技术方案中，在三氧化二铝粉和金属铝粉中还添加有防渗铝添加剂，用量为总量的0.5％～10％，各组分在惰性气氛下混合，粉碎程度为60目～150目。
防渗铝添加剂选用Bi2O3、CeO2、Y2O3的单一体或混合体；压制时压力为12MPa～15Mpa，保压时间为20min～25min；烧结温度800℃～1500℃，烧结时间1.5h～8h。
本发明的有益效果是：
①部分金属Al可与Al2O3陶瓷基体结合形成增强体，增强了材料的机械性能。
②结合了显热蓄热和潜热蓄热两种蓄热材料的优点，不仅具有较高的强度和优良的耐腐蚀性能，而且能保证在相变材料的相变点附近吸、放热，高密度的储存热量。
③解决了金属相变材料需用耐高温腐蚀的容器盛装的问题，并使材料有较强的循环使用性能。
④由于添加剂Bi2O3的加入完全避免了金属与基体浸润不良的问题，因而与基体结合良好。
⑤具有原料便宜、工艺简单及操作方便的特点，并且可制得形状复杂、尺寸大的构件，是一种有望实现产业化的工艺技术之一。
附图说明
图1是本发明的工艺流程图。
具体实施方式
实施例1
1)实施条件
金属铝粉、Al2O3和添加剂Bi2O3、CeO2、Y2O3混合体的质量比为89∶10.5∶0.5，粉体的粒度为60目～90目，在惰性气氛下混合，混合均匀后在压样机中于12Mpa的压力，保压时间20min条件下压制成Ф10×15mm的压坯。送入空气氛围的烧结窑中烧结，在800℃下保温烧结1.5小时，获得成品。
2)实施结果
成品的烧结强度较高。热膨胀系数为0.35，烧结密度为2.23g/cm3，孔隙率为22％～27％，导热系数为39.83w/m·k，800℃～825℃时的蓄热密度为1067.472kJ/kg。
实施例2
1)实施条件
蓄热材料铝粉、基体材料Al2O3与添加剂Bi2O3的质量比为50∶47∶3，粉体的粒度为100目～130目，在惰性气氛下混合，混合均匀后在压样机中于13.8Mpa的压力，保压时间25min条件下压制成Ф10×15mm的压坯。送入氮气空气氛围的烧结窑中烧结，在1400℃下保温烧结5小时，获得成品。
2)实施结果
成品的烧结强度很高。热膨胀系数为0.22，烧结密度为2.87g/cm3，孔隙率为16％～21％，导热系数为34.98w/m·k，800℃～825℃时的蓄热密度为1055.890kJ/kg。
实施例3
1)实施条件
蓄热材料铝粉、基体材料Al2O3与添加剂Bi2O3的质量比为40∶50∶10，粉体的粒度为120目～150目，在惰性气氛下混合，混合均匀后在压样机中于15Mpa的压力，保压时间25min条件下压制成Ф10×15mm的压坯。送入氮气空气氛围的烧结窑中烧结，在1500℃下保温烧结8小时，获得成品。
2)实施结果
成品的烧结强度很高。热膨胀系数为0.17，烧结密度为2.16g/cm3，孔隙率为12％～17％，导热系数为30.45w/m·k，800℃～825℃时的蓄热密度为855.635kJ/kg。
Claims (3)
1.一种铝/三氧化二铝基复合相变蓄热材料，其特征是：三氧化二铝粉所占的重量百分比为10％～60％，余量为金属铝粉，二者混合均匀，经过压制成型、烧结，制成成品。
2.按权利要求1所述的铝/三氧化二铝基复合相变蓄热材料，其特征是：在三氧化二铝粉和金属铝粉中还添加有防渗铝添加剂，用量为总量的0.5％～10％，各组分在惰性气氛下混合，粉碎程度为60目～150目。
3.根据权利要求1和2所述的铝/三氧化二铝基复合相变蓄热材料，其特征是：防渗铝添加剂选用Bi2O3、CeO2、Y2O3的单一体或混合体；压制时压力为12MPa～15Mpa，保压时间为20min～25min；烧结温度800℃～1500℃，烧结时间1.5h～8h。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN200710066299A CN101148577B (zh) | 2007-10-18 | 2007-10-18 | 铝/三氧化二铝基复合相变蓄热材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN200710066299A CN101148577B (zh) | 2007-10-18 | 2007-10-18 | 铝/三氧化二铝基复合相变蓄热材料 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN101148577A true CN101148577A (zh) | 2008-03-26 |
| CN101148577B CN101148577B (zh) | 2010-05-19 |
Family
ID=39249278
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN200710066299A Expired - Fee Related CN101148577B (zh) | 2007-10-18 | 2007-10-18 | 铝/三氧化二铝基复合相变蓄热材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN101148577B (zh) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102071286A (zh) * | 2011-01-26 | 2011-05-25 | 天津钢铁集团有限公司 | 一种炼钢精炼用复合型铝质还原剂 |
| CN102166532A (zh) * | 2010-05-04 | 2011-08-31 | 昆明理工大学 | 一种蓄热-催化复合功能材料及其制备方法 |
| CN103289649A (zh) * | 2013-05-13 | 2013-09-11 | 西安建筑科技大学 | 一种高温复合相变蓄热材料及其制备方法 |
| CN106077689A (zh) * | 2016-06-08 | 2016-11-09 | 昆明理工大学 | 一种片状交联结构氧化铝/铝复合粉体的制备方法 |
| CN107523734A (zh) * | 2017-08-22 | 2017-12-29 | 兰州交大常州研究院有限公司 | 氮化铝陶瓷复合的中高温相变储热材料及其制备方法 |
| CN107988506A (zh) * | 2017-11-29 | 2018-05-04 | 武汉科技大学 | 一种复合材料相变蓄热球及其制备方法 |
| CN109364928A (zh) * | 2018-09-07 | 2019-02-22 | 沈阳环境科学研究院 | 具有相变蓄热功能的负载型催化剂及其制备方法与应用 |
| CN114717437A (zh) * | 2021-10-11 | 2022-07-08 | 中国矿业大学 | 一种铝基金属高温相变储热复合材料的制备方法与应用 |
| CN116623061A (zh) * | 2023-07-25 | 2023-08-22 | 杭州圣钘能源有限公司 | 一种复合相变储热材料及储热装置 |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| BR7502067A (pt) * | 1974-04-26 | 1976-03-03 | J Chevalley | Processo e instalacao que permitem transportar e revalorizar formas de energia localmente disponiveis |
| US4253983A (en) * | 1978-03-16 | 1981-03-03 | Blanie Marie J M P | Paraffin compositions having improved heat reservoir |
| US5098609A (en) * | 1989-11-03 | 1992-03-24 | The Research Foundation Of State Univ. Of N.Y. | Stable high solids, high thermal conductivity pastes |
| US7404295B2 (en) * | 2002-03-22 | 2008-07-29 | Sumitomo Heavy Industries, Ltd. | Ultra-low temperature regenerator and refrigerator |
| CN1273560C (zh) * | 2003-09-01 | 2006-09-06 | 王培英 | 半导瓷厚膜发热材料 |
| CN100413918C (zh) * | 2004-07-12 | 2008-08-27 | 马菊云 | 硅藻土橡胶补强剂 |
| CN100427563C (zh) * | 2006-06-27 | 2008-10-22 | 武汉理工大学 | 一种高温储热材料的制备方法 |
-
2007
- 2007-10-18 CN CN200710066299A patent/CN101148577B/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102166532A (zh) * | 2010-05-04 | 2011-08-31 | 昆明理工大学 | 一种蓄热-催化复合功能材料及其制备方法 |
| CN102166532B (zh) * | 2010-05-04 | 2013-07-10 | 昆明理工大学 | 一种蓄热-催化复合功能材料的制备方法 |
| CN102071286A (zh) * | 2011-01-26 | 2011-05-25 | 天津钢铁集团有限公司 | 一种炼钢精炼用复合型铝质还原剂 |
| CN103289649A (zh) * | 2013-05-13 | 2013-09-11 | 西安建筑科技大学 | 一种高温复合相变蓄热材料及其制备方法 |
| CN103289649B (zh) * | 2013-05-13 | 2016-01-20 | 西安建筑科技大学 | 一种高温复合相变蓄热材料及其制备方法 |
| CN106077689B (zh) * | 2016-06-08 | 2018-05-25 | 昆明理工大学 | 一种片状交联结构氧化铝/铝复合粉体的制备方法 |
| CN106077689A (zh) * | 2016-06-08 | 2016-11-09 | 昆明理工大学 | 一种片状交联结构氧化铝/铝复合粉体的制备方法 |
| CN107523734A (zh) * | 2017-08-22 | 2017-12-29 | 兰州交大常州研究院有限公司 | 氮化铝陶瓷复合的中高温相变储热材料及其制备方法 |
| CN107988506A (zh) * | 2017-11-29 | 2018-05-04 | 武汉科技大学 | 一种复合材料相变蓄热球及其制备方法 |
| CN109364928A (zh) * | 2018-09-07 | 2019-02-22 | 沈阳环境科学研究院 | 具有相变蓄热功能的负载型催化剂及其制备方法与应用 |
| CN109364928B (zh) * | 2018-09-07 | 2021-12-03 | 沈阳环境科学研究院 | 具有相变蓄热功能的负载型催化剂及其制备方法与应用 |
| CN114717437A (zh) * | 2021-10-11 | 2022-07-08 | 中国矿业大学 | 一种铝基金属高温相变储热复合材料的制备方法与应用 |
| CN116623061A (zh) * | 2023-07-25 | 2023-08-22 | 杭州圣钘能源有限公司 | 一种复合相变储热材料及储热装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN101148577B (zh) | 2010-05-19 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101148577B (zh) | 铝/三氧化二铝基复合相变蓄热材料 | |
| CN101798498B (zh) | 一种Al/Al2O3蓄热材料及其制备方法 | |
| CN110746805B (zh) | 一种用于锂离子电池正极材料烧结匣钵的涂料及其制备方法 | |
| CN102515728B (zh) | 一种导电陶瓷和制备该陶瓷的方法及该陶瓷的应用 | |
| CN108624294A (zh) | 一种基于煤矸石的中高温相变储热材料及制备方法 | |
| CN107337436B (zh) | 一种相变储热材料及其制备方法 | |
| CN104741131B (zh) | 一种Ni‑Mn‑Mg‑O/MgAl2O4重整复合氧化物催化剂的制备方法 | |
| CN101913869B (zh) | 一种可低温烧结的氧化物热电材料及其制备方法 | |
| CN103361534A (zh) | 一种具有相变蓄热功能的金属陶瓷及其制造方法 | |
| CN114525116B (zh) | 热化学导电储热材料及其制备方法 | |
| CN103664199A (zh) | 以聚碳硅烷为结合剂制备碳化硅耐火材料的方法 | |
| CN103289649B (zh) | 一种高温复合相变蓄热材料及其制备方法 | |
| CN104478449A (zh) | 钢包用机压无碳刚玉尖晶石砖及其制备方法 | |
| CN101508588B (zh) | 一种高性能莫来石尖晶石复合高温棚板及其制备方法 | |
| CN111454693B (zh) | 一种利用酚醛树脂提高熔盐相变储热材料强度的方法 | |
| CN103979930A (zh) | 一种高导热石墨材料及其制备方法和应用 | |
| WO2024131101A1 (zh) | 一种氧化物基金属陶瓷电热材料的制备方法 | |
| CN104418608B (zh) | 碳化硅多孔陶瓷的低温烧成方法 | |
| CN111269015B (zh) | 一种致密化的莫来石-刚玉-SiC太阳能热发电用复相储热陶瓷材料及其制备方法 | |
| CN102010193A (zh) | 一种熔盐电解用耐蚀保护材料及其制备方法 | |
| CN114956829A (zh) | 一种干熄焦斜道用氮化硅结合碳化硅砖及其制备方法 | |
| CN107176848A (zh) | 一种致密化蓄热铁砖及其制备方法 | |
| CN103803856B (zh) | 一种磷酸反应槽与酸洗槽用碳砖 | |
| CN116903388B (zh) | 一种高温储热预制件及其制备方法 | |
| CN117510191B (zh) | 一种抗腐蚀炉体材料及其制备方法和应用 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C17 | Cessation of patent right | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20100519 Termination date: 20131018 |