CN102093036B

CN102093036B - MgO陶瓷基复合相变蓄热材料及其自固化成型制备工艺

Info

Publication number: CN102093036B
Application number: CN 200910220581
Authority: CN
Inventors: 李建华; 韩绍娟; 许壮志; 程涛; 张立健; 韩威
Original assignee: SHENYANG LINDE CERAMIC RESEARCH AND DEVELOPMENT Co Ltd
Current assignee: Liaoning Prov. Academy of light Industry Sciences
Priority date: 2009-12-09
Filing date: 2009-12-09
Publication date: 2013-06-05
Anticipated expiration: 2029-12-09
Also published as: CN102093036A

Abstract

MgO陶瓷基复合相变蓄热材料及其自固化成型制备工艺，为解决现有制备工艺导致该蓄热材料无机盐含量低、烧成过程熔融盐流失和蒸发严重、复合材料致密度和机械强度差、工艺复杂等问题而设计的。制备方法为：氧化镁过200目筛,取筛下部分;碳酸钠过325准筛，取筛下部分；硼酸镁晶须过400目筛取筛下部分；然后原料按重量百分比混合：氧化镁30-35%，碳酸钠40%，硼酸镁晶须4-10%，磷酸二氢铵5-8%，去离子水15-20%。混合后充分搅拌均匀，并使浆料中气泡排出。然后在浆料固化之前将其通过浇注的方式注入蜡质模具或树脂模具中。浆料在常温空气中自固化成型，脱模后制成MgO陶瓷基复合相变蓄热材料坯体。坯体经200-700℃焙烧，制得具有高温、耐腐蚀、蓄热密度高、制备工艺合理可靠的MgO陶瓷基复合相变蓄热材料。

Description

MgO陶瓷基复合相变蓄热材料及其自固化成型制备工艺

技术领域：

本发明涉及一种陶瓷基复合相变蓄热材料及其制备方法，尤其是一种新型MgO陶瓷基复合相变蓄热材料及其自固化成型制备方法，主要应用于工业余热利用领域。

背景技术：

蓄热式高温燃烧技术是一种全新概念的燃烧技术，其核心技术特征是：在工业窑炉燃烧系统中安装蓄热材料，将烟气的余热回收，用来预热助燃空气，可获15-25%节能率，是节能降耗的有效措施。高温蓄热体材料是蓄热式高温燃烧技术的关键部件。常用的高温蓄热材料可分为显热式和潜热式。显热式高温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；潜热式高温蓄热材料具有蓄热密度高，蓄热装置结构紧凑，放热温度恒定等特点，但存在着高温腐蚀、价格较高等问题。陶瓷基复合相变蓄热材料的概念是20世纪80年代末提出的，这种蓄热材料集显热式和潜热式蓄热材料的优点于一身，具有蓄热密度高、放热稳定、换热效率高、机械性能好等优点，己经成为高温储热材料的研究方向之一。

目前陶瓷基复合相变蓄热材料的制备方法主要有两种：混合烧结法和熔融浸渗法。表1为两种工艺方法的工艺过程及优缺点。

表1两种制备工艺的比较

从上表可以看出，现有的制备工艺均不能良好的满足陶瓷基复合相变蓄热材料的工艺要求。因此，本项目提供了一种新型的制备工艺——自固化成型工艺。

发明内容：

本发明为了解决目前在制备陶瓷基复合相变蓄热材料的方法中主要采用混合烧结法和熔融浸渗法，不同程度的存在熔融盐流失和蒸发严重；机械强度低均，工艺复杂，无机盐含量低等不足，不能良好的满足陶瓷基复合相变蓄热材料的工艺要求的技术问题，提供了一种MgO陶瓷基复合相变蓄热材料及其自固化成型制备工艺，采用的技术方案是：MgO陶瓷基复合相变蓄热材料，其原料是按下列重量百分比配制而成：氧化镁30-35%，碳酸钠40%，硼酸镁晶须4-10%，磷酸二氢铵5-8%，去离子水15-20%。

其制备工艺如下：氧化镁过200目标准筛,取筛下部分做基体材料;碳酸钠过325目标准筛，取筛下部分做相变材料；硼酸镁晶须过400目标准筛取筛下部分；然后原料按重量百分比混合：氧化镁30-35%，碳酸钠40%，硼酸镁晶须4-10%，磷酸二氢铵5-8%，去离子水15-20%。混合后，充分搅拌均匀，并使浆料中气泡排出。然后在浆料固化之前将其通过浇注的方式注入蜡质模具或树脂模具中。浆料在常温空气中自固化成型，然后脱模，制成MgO陶瓷基复合相变蓄热材料坯体。坯体经200-700℃焙烧，制得MgO陶瓷基复合相变蓄热材料。

本发明的特点及有益效果：

本发明提供的MgO陶瓷基复合相变蓄热材料采用自固化成型的制备工艺，良好的解决了现有工艺制备的陶瓷基复合相变蓄热材料无机盐含量低、烧成过程熔融盐流失和蒸发严重、复合材料的致密度和机械强度差、制备工艺复杂等一系列问题。为工业窑炉的节能降耗，减少有害气体的排放提供一种耐高温、耐腐蚀、蓄热密度高、制备工艺合理可靠、成本低的新型MgO陶瓷基复合相变蓄热材料。

具体实施方式：

MgO陶瓷基复合相变蓄热材料及其自固化成型制备工艺，其中：

MgO陶瓷基复合相变蓄热材料，其原料是按下列重量百分比配制而成：氧化镁30-35%，碳酸钠40%，硼酸镁晶须4-10%，磷酸二氢铵5-8%，去离子水15-20%。

MgO陶瓷基复合相变蓄热材料的自固化成型制备工艺步骤如下：氧化镁过200目标准筛,取筛下部分做基体材料;碳酸钠过325目标准筛，取筛下部分做相变材料；硼酸镁晶须过400目标准筛取筛下部分；然后原料按重量百分比混合：氧化镁30-35%，碳酸钠40%，硼酸镁晶须4-10%，磷酸二氢铵5-8%，去离子水15-20%；混合后充分搅拌均匀，并使浆料中气泡排出；然后在浆料固化之前将其通过浇注的方式注入蜡质模具或树脂模具中；浆料在常温空气中自固化成型；脱模后制成MgO陶瓷基复合相变蓄热材料坯体；坯体经200-700℃焙烧，制得MgO陶瓷基复合相变蓄热材料。

实施例一

氧化镁过200目标准筛,取筛下部分做基体材料;碳酸钠过325目标准筛，取筛下部分做相变材料；硼酸镁晶须过400目标准筛取筛下部分；然后原料按重量百分比混合：氧化镁30%，碳酸钠30%，硼酸镁晶须10%，磷酸二氢铵10%，去离子水20%。混合后，充分搅拌均匀，并使浆料中气泡排出。然后在浆料固化之前将其通过浇注的方式注入蜡质模具或树脂模具中。浆料在常温空气中自固化成型，脱模后制成MgO陶瓷基复合相变蓄热材料坯体。坯体经200-700℃焙烧，制得MgO陶瓷基复合相变蓄热材料。

实施例二

氧化镁过200目标准筛,取筛下部分做基体材料;碳酸钠过325目标准筛，取筛下部分做相变材料；硼酸镁晶须过400目标准筛取筛下部分；然后原料按重量百分比混合：氧化镁60%，碳酸钠15%，硼酸镁晶须5%，磷酸二氢铵5%，去离子水15%。其他同实施例一。

实施例三

氧化镁过200目标准筛,取筛下部分做基体材料;碳酸钠过325目标准筛，取筛下部分做相变材料；硼酸镁晶须过400目标准筛取筛下部分；然后原料按重量百分比混合：氧化镁50%，碳酸钠20%，硼酸镁晶须4%，磷酸二氢铵8%，去离子水18%。其他同实施例一。

实施例四

氧化镁过200目标准筛,取筛下部分做基体材料;碳酸钠过325目标准筛，取筛下部分做相变材料；硼酸镁晶须过400目标准筛取筛下部分；然后原料按重量百分比混合：氧化镁30%，碳酸钠40%，硼酸镁晶须6%，磷酸二氢铵8%，去离子水16%。其他同实施例一。

实施例五

氧化镁过200目标准筛,取筛下部分做基体材料;碳酸钠过325目标准筛，取筛下部分做相变材料；硼酸镁晶须过400目标准筛取筛下部分；然后原料按重量百分比混合：氧化镁35%，碳酸钠19%，硼酸镁晶须1%，磷酸二氢铵20%，去离子水25%。其他同实施例一。

Claims

1.MgO陶瓷基复合相变蓄热材料，其原料是按下列重量百分比配制而成：氧化镁30-35%，碳酸钠40%，硼酸镁晶须4-10%，磷酸二氢铵5-8%，去离子水15-20%。

2.根据权利要求1所述的MgO陶瓷基复合相变蓄热材料，其特征在于：所述原料是按下列重量百分比配制而成：氧化镁30%，碳酸钠40%，硼酸镁晶须6%，磷酸二氢铵8%，去离子水16%。

3.MgO陶瓷基复合相变蓄热材料的自固化成型制备工艺，其工艺步骤如下：氧化镁过200目标准筛,取筛下部分做基体材料;碳酸钠过325目标准筛，取筛下部分做相变材料；硼酸镁晶须过400目标准筛取筛下部分；然后原料按重量百分比混合：氧化镁30-35%，碳酸钠40%，硼酸镁晶须4-10%，磷酸二氢铵5-8%，去离子水15-20%；混合后充分搅拌均匀，并使浆料中气泡排出；然后在浆料固化之前将其通过浇注的方式注入蜡质模具或树脂模具中；浆料在常温空气中自固化成型；脱模后制成MgO陶瓷基复合相变蓄热材料坯体；坯体经200-700℃焙烧，制得MgO陶瓷基复合相变蓄热材料。