CN109000380A - 一种具有集热功能的石墨薄膜 - Google Patents

一种具有集热功能的石墨薄膜 Download PDF

Info

Publication number
CN109000380A
CN109000380A CN201810414774.7A CN201810414774A CN109000380A CN 109000380 A CN109000380 A CN 109000380A CN 201810414774 A CN201810414774 A CN 201810414774A CN 109000380 A CN109000380 A CN 109000380A
Authority
CN
China
Prior art keywords
heat
graphite
parts
graphite film
collection function
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.)
Pending
Application number
CN201810414774.7A
Other languages
English (en)
Inventor
孙宁志
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shanxi Gong Gong Amperex Technology Ltd
Original Assignee
Shanxi Gong Gong Amperex Technology Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shanxi Gong Gong Amperex Technology Ltd filed Critical Shanxi Gong Gong Amperex Technology Ltd
Priority to CN201810414774.7A priority Critical patent/CN109000380A/zh
Publication of CN109000380A publication Critical patent/CN109000380A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B32/00—Carbon; Compounds thereof
    • C01B32/20—Graphite
    • C01B32/21—After-treatment
    • C01B32/22—Intercalation
    • C01B32/225—Expansion; Exfoliation

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)

Abstract

本发明公开了一种具有集热功能的石墨薄膜，涉及石墨新材料技术领域；所述的石墨薄膜包括以下重量份的原料：膨胀石墨80‑90份、氮化硼5‑10份、碳化硅5‑10份，将上述的三种原料混合均匀后经过压制而成；本发明所述的具有集热功能的石墨薄膜可以直接作为吸热板应用于太阳能装置中，可与吸热介质直接接触，减少热量损失，增强热传导效率，简化传统吸热板复杂的加工流程，避免了传统吸热板喷涂过程中带来的环境污染问题；与传统的吸热板或者吸热涂层相比，热能吸收率提高，且热损失率下降。

Description

一种具有集热功能的石墨薄膜
技术领域
本发明涉及石墨新材料技术领域，具体涉及一种具有集热功能的石墨薄膜。
背景技术
作为一种新型功能性碳素材料，膨胀石墨(Expanded Graphite，简称EG)是由天然石墨鳞片经插层、水洗、干燥、高温膨化得到的一种疏松多孔的蠕虫状物质。EG 除了具备天然石墨本身的耐冷热、耐腐蚀、自润滑等优良性能以外，还具有天然石墨所没有的柔软、压缩回弹性、吸附性、生态环境协调性、生物相容性、耐辐射性等特性。膨胀石墨遇高温可瞬间体积膨胀150~300倍，由片状变为蠕虫状，从而结构松散，多孔而弯曲，表面积扩大、表面能提高、吸附鳞片石墨力增强，蠕虫状石墨之间可自行嵌合，这样增加了它的柔软性、回弹性和可塑性。
石墨烯（Graphene）是从石墨材料中剥离出来、由碳原子组成的只有一层原子厚度的二维晶体，作为目前发现的最薄、强度最大、导电导热性能最强的一种新型纳米材料，石墨烯被称为“黑金”，是“新材料之王”，另一方面，它非常致密，即使是最小的气体原子（氦原子）也无法穿透。科学家甚至预言石墨烯将“彻底改变21世纪”，极有可能掀起一场席卷全球的颠覆性新技术新产业革命，这些特征使得它非常适合作为透明电子产品的原料，如透明的触摸显示屏、发光板和太阳能产品组件。
现有平板式太阳能集热器中的吸热板所用材料有：铜、铝合金、铜铝复合、不锈钢、镀锌钢、塑料、橡胶等材料，通过喷涂、化学、电化学、真空蒸发、磁控溅射等方法工艺在吸热板上增加涂层，来增强吸热板的导热性。这种方法带来了一系列的问题：热损失严重，导热效率低、增加成本、工艺过程污染环境、耗费人力。
针对现在的太阳能集热装置热能利用率不高的缺点，目前也有通过石墨烯材料对其进行改进，开发出了基于石墨烯的太阳能集热装置来提高它的性能，但通常也是采用在载体表面喷涂石墨烯涂层的方式，这样又会造成对环境的污染以及导热效率仍然不理想的问题。
发明内容
本发明克服现有技术的不足，目的在于提供一种具有集热功能的石墨薄膜，采用所述的石墨薄膜代替传统的吸热板，和待加热物质直接接触，增强了导热效率，省去了传统吸热板繁琐的加工工艺。
为实现上述目的，本发明所采用的技术方案为：一种具有集热功能的石墨薄膜，包括以下重量份的原料：膨胀石墨80-90份、氮化硼5-10份、碳化硅5-10份，将上述的三种原料混合均匀后经过压制而成。
优选的，包括以下重量份的原料：膨胀石墨80份、氮化硼10份、碳化硅10份。
更优的，所述的石墨薄膜还包括重量份为5-35份的石墨烯。
优选的，所述的膨胀石墨的粒度为300-400目，纳米级氮化硼，纳米级碳化硅。
所述的石墨薄膜可作为吸热板应用于太阳能集热装置。
膨胀石墨具有极强的耐压性、柔韧性、可塑性和自润滑性，极强的抗老化、抗扭曲的特性；无毒、不含任何致癌物，对环境没有危害，通过在膨胀石墨中加入碳化硅与氮化硼，进过物理压制作用，二者进入膨胀石墨的层间空隙，并与碳网平面形成层间化合物。这种层间化合物与炭素结合的同时又保持了膨胀石墨的这种层状结构，从而产生高于膨胀石墨自身的的新性能。在有太阳光或其它热能辐射的条件下，层间化合物将产生一种沿石墨层间C轴方向的推力，在这个推力的作用下石墨层间被推开，从而使膨胀石墨粒子沿C轴方向膨胀，吸收更多的热能和辐射能。而又由于其安全无毒，且性能稳定，可塑性强，可以直接与被加热介质接触，减少热量传递过程中的损失。添加的石墨烯可以提高石墨薄膜的硬度，延长其使用寿命，同时可以进一步提高石墨薄膜的集热性能。
与现有技术相比本发明具有以下有益效果。
本发明所述的具有集热功能的石墨薄膜可以直接作为吸热板应用于太阳能或其它热能吸收装置中，可以与吸热介质直接接触，与传统吸热板相比，减少了热量的损失，增强了热传导的效率，同时简化了传统吸热板复杂的加工流程，节省了大量的人力物力，避免了传统吸热板喷涂过程中带来的环境污染问题。与传统的吸热板或者吸热涂层相比，热能吸收率提高，且热损失率下降。
附图说明
图1为使用了本发明石墨薄膜的太阳能集热装置的结构示意图。
图2为图1中太阳能集热装置的纵截面示意图。
其中，1为底板，2为侧板，3为保温层，4为内胆，5为透明盖板，6为进水管，7为出水管，8为排水管，9为高导热石墨薄膜，10为支撑架，11为防护罩。
具体实施方式
下面结合实施例详细说明本发明的技术方案，但保护范围不被此限制。
实施例1
称取膨胀石墨80kg、氮化硼8kg、碳化硅10kg，其中，膨胀石墨为300目，将上述的三种原料混合均匀后经过机械压制成膜状，制成石墨薄膜。
将上述石墨薄膜应用于太阳能集热装置中，如图1-2所示，包括底板1、保温层3、侧板2、内胆4、透明盖板5，底板1上固定有两个U型的支撑架10，底板1与侧板2相连接固定形成凹槽，凹槽内壁设置有陶瓷纤维材质的保温层3，支撑架10上固定有内胆4，内胆4朝上的表面为高导热石墨薄膜9，内胆4的侧面与底面为不锈钢材质，高导热石墨薄膜9与内胆4的侧面通过玻璃胶相粘结。在高导热石墨薄膜9上设置有钢化玻璃材质的透明盖板5，内胆4通过进水管6、出水管7、排水管8与侧板2的外部相连通，所有与内胆4连接的水管，焊缝都为满焊，防止漏水。透明盖板5的边缘与侧板2设置有镀锌板材质的防护罩11，防护罩11由上而下扣在透明盖板5边缘，并与侧板2固定在一起。
实施例2
称取：膨胀石墨85kg、氮化硼8kg、碳化硅8kg，其中，膨胀石墨为400目，将上述的三种原料混合均匀后经过机械压制成膜状，制成石墨薄膜。
实施例3
称取：膨胀石墨90kg、氮化硼5kg、碳化硅5kg，石墨烯20kg，其中，膨胀石墨为350目，将上述的三种原料混合均匀后经过机械压制成膜状，制成石墨薄膜。
实施例4
称取：膨胀石墨80kg、氮化硼10kg、碳化硅10kg，石墨烯35kg，其中，膨胀石墨为350目，将上述的三种原料混合均匀后经过机械压制成膜状，制成石墨薄膜。
实施例5
称取：膨胀石墨85kg、氮化硼8kg、碳化硅8kg，石墨烯5kg其中，膨胀石墨为400目，将上述的三种原料混合均匀后经过机械压制成膜状，制成石墨薄膜。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所做的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施方式仅限于此，对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的前提下，还可以做出若干简单的推演或替换，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定专利保护范围。

Claims (4)

1.一种具有集热功能的石墨薄膜，其特征在于：包括以下重量份的原料：膨胀石墨80-90份、氮化硼5-10份、碳化硅5-10份，将上述的三种原料混合均匀后经过压制而成。
2.根据权利要求1所述的一种具有集热功能的石墨薄膜，其特征在于：包括以下重量份的原料：膨胀石墨80份、氮化硼10份、碳化硅10份。
3.根据权利要求1所述的一种具有集热功能的石墨薄膜，其特征在于：还包括重量份为5-35份的石墨烯。
4.根据权利要求1-3任意一项所述的一种具有集热功能的石墨薄膜，其特征在于：所述的石墨薄膜可作为吸热板应用于太阳能集热装置。
CN201810414774.7A 2018-05-03 2018-05-03 一种具有集热功能的石墨薄膜 Pending CN109000380A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810414774.7A CN109000380A (zh) 2018-05-03 2018-05-03 一种具有集热功能的石墨薄膜

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810414774.7A CN109000380A (zh) 2018-05-03 2018-05-03 一种具有集热功能的石墨薄膜

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN109000380A true CN109000380A (zh) 2018-12-14

Family

ID=64574142

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810414774.7A Pending CN109000380A (zh) 2018-05-03 2018-05-03 一种具有集热功能的石墨薄膜

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109000380A (zh)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1688684A1 (de) * 2005-01-12 2006-08-09 Sgl Carbon Ag Absorberbauteil für solarthermischer Flachkollektor
CN102649896A (zh) * 2012-05-29 2012-08-29 邱璟 一种新型高导热散热涂料及其制造方法
CN103140441A (zh) * 2010-08-11 2013-06-05 特密高股份有限公司 粉碎的膨胀石墨聚结体、其制备方法、及其应用
CN104986756A (zh) * 2015-06-18 2015-10-21 浙江大学 一种适用于光热沸腾的改性膨胀石墨材料的制备方法
CN105128372A (zh) * 2015-09-22 2015-12-09 清华大学 一种高导热复合聚合物薄膜的制备方法
CN105908850A (zh) * 2015-05-08 2016-08-31 宁波信远工业集团有限公司 一种波热转化结构

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1688684A1 (de) * 2005-01-12 2006-08-09 Sgl Carbon Ag Absorberbauteil für solarthermischer Flachkollektor
CN103140441A (zh) * 2010-08-11 2013-06-05 特密高股份有限公司 粉碎的膨胀石墨聚结体、其制备方法、及其应用
CN102649896A (zh) * 2012-05-29 2012-08-29 邱璟 一种新型高导热散热涂料及其制造方法
CN105908850A (zh) * 2015-05-08 2016-08-31 宁波信远工业集团有限公司 一种波热转化结构
CN104986756A (zh) * 2015-06-18 2015-10-21 浙江大学 一种适用于光热沸腾的改性膨胀石墨材料的制备方法
CN105128372A (zh) * 2015-09-22 2015-12-09 清华大学 一种高导热复合聚合物薄膜的制备方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Zhiqiang Development of solar thermal systems in China
Shao et al. Experimental study on electrical and thermal performance and heat transfer characteristic of PV/T roof in summer
CN106475126B (zh) 一种具有纳米带状结构的石墨相氮化碳光催化剂
CN207350960U (zh) 一种石墨烯太阳能集热管
Luo et al. Thermal design strategy for enhanced freshwater harvesting with interfacial evaporation
CN107883592A (zh) 一种带蓄热材料的热管式太阳能玻璃真空集热管
CN109000380A (zh) 一种具有集热功能的石墨薄膜
CN101424454A (zh) 一种太阳能水箱
CN104006549A (zh) 一种具有叶脉状流道的平板集热器
CN101556089B (zh) 太阳能集热器
CN115385799B (zh) 一种有机配体、三亚苯炔基功能化有机框架材料及其制备方法和应用
CN108518874A (zh) 基于石墨薄膜的太阳能集热装置
CN208520015U (zh) 一种基于石墨薄膜的太阳能集热装置
CN208871881U (zh) 平板型振荡流热管太阳能集热器
CN212132929U (zh) 一种集热式陶瓷幕墙板
Kong et al. Composite phase change materials with thermal-flexible and efficient photothermal conversion properties for solar thermal management
CN208332710U (zh) 一种平板太阳能集热蒸发器
CN103994594A (zh) 增透自清洁双效太阳能高温集热管
CN113697883A (zh) 基于集热储热一体化的太阳能海水淡化装置
CN202328875U (zh) 基于柔性太阳能电池的内管容工质式太阳能真空管
CN204442271U (zh) 一种太阳能高效利用装置
Mishra et al. Present energy scenario and solar energy as an alternative option for environmental protection
CN206739654U (zh) 一种阳台挂壁式太阳能热水器
CN107763861A (zh) 一种基于石墨烯的太阳能集热装置
CN220648673U (zh) 一种圆筒太阳能空气集热器

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20181214