一种高温复合相变蓄热材料及其制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN103289649A*(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103289649103289649A(43)申请公布日2013.09.11(21)申请号201310175016.1(22)申请日2013.05.13(71)申请人西安建筑科技大学地址710055陕西省西安市雁塔路13号(72)发明人华建社李芳王建宏薛臣(74)专利代理机构西安恒泰知识产权代理事务所61216代理人李婷(51)Int.Cl.C09K5/06(2006.01)权权利要求书1页利要求书1页说明书6页说明书6页附图1页附图1页(54)发明名称一种高温复合相变蓄热材料及其制备方法(57)摘要本发明提供了一种高温复合相变蓄热材料，以重量百分数计，由以下原料组成：白泥5%，高铝矾土25%～45%，铝粉50%～70%，原料重量总和为100%。该材料通过混合搅拌、研磨均化、成型、干燥和烧结过程得到最后成品。该材料用于各种工业窑炉的保温以及余热回收，提高工业窑炉热效率；采用白泥和高铝矾土作为基体材料，可以大大降低原材料的成本；材料中铝粉含量高，最高可达重量分数为70%，并且能加工成型，提高了材料的蓄热性能；制备过程中设备简单、操作方便，制得的材料外观均匀，机械强度良好。在750℃下进行热循环，热稳定性能良好，失重、潜热和相变温度稳定。CN103289649ACN10328964ACN103289649A权利要求书1/1页1.一种高温复合相变蓄热材料，其特征在于，以重量百分数计，由以下原料组成：白泥5%，高铝矾土25%～45%，铝粉50%～70%，原料重量总和为100%。2.如权利要求1所述的高温复合相变蓄热材料，其特征在于，以重量百分数计，由以下原料组成：白泥5%，高铝矾土25%，铝粉70%。3.如权利要求1所述的高温复合相变蓄热材料的制备方法，其特征在于，该方法按照以下步骤进行：步骤一，混合搅拌、研磨均化：将原料按照配方比例进行配料，然后将原料混合物在球磨机中干磨混合30min，倒出，加入重量为配方原料总重量5%的聚乙烯醇粘结剂，并在研钵中充分研磨，直到混合均匀，获得适于模压成型的半干型粉体坯料，其中：以重量百分数计，所述的配方比例为：白泥5%，高铝矾土25%～45%，铝粉50%～70%，原料重量总和为100%；步骤二，成型：压制每个坯体都称取混合均匀的10g坯料，在粉末压片机中采取单向加压的方式，先加成型压力3MPa，然后卸载，再加成型压力6MPa，保压时间为20min，制成坯体；步骤三，干燥：将坯体放在干燥箱中，升温到150℃保温2小时；步骤四，烧结：（1）将干燥后的坯体放在箱式电阻炉中，以5℃/min的速度升温，当温度达到660℃时保温10min；（2）然后以10℃/min的速度升温，当温度达到870℃时保温10min；（3）最后以10℃/min的速度升温至最高烧结温度950℃且保温120min，后随炉冷却至室温，得到高温复合相变蓄热材料。2CN103289649A说明书1/6页一种高温复合相变蓄热材料及其制备方法技术领域[0001]本发明属于复合材料领域，涉及一种复合蓄热材料，具体涉及一种高温复合相变蓄热材料及其制备方法。背景技术[0002]一般将工作温度在500℃以上的相变材料称为高温相变蓄热材料。高温复合相变蓄热材料就是解决在高温情况下单一相变蓄热材料所出现的缺点，即把与高温相变相容性好，且耐腐蚀的常规材料进行复合。复合蓄能材料主要指有相变材料和支撑材料复合而成，且使用过程前后均呈固态而保持形体不变的蓄热材料，又称定形蓄热材料。它是由两种材料复合而成，一种是相变材料，是主要的蓄热介质，利用它的固-液相变来进行蓄热。另一种是在复合材料中起定型作用的基体材料，也叫载体基质或支撑材料，它的作用是保持相变材料的不流动性和提高复合材料的可加工性；其相变温度要远高于相变材料，当温度上升到高于相变材料的相变点时，基体材料需物化性能稳定并保持原状从而限制了相变材料的液态泄漏。[0003]高温复合相变蓄热材料是具有良好的蓄热性能和机械性能的材料，比如其具有显热和相变潜热两种性能，以及较好的机械强度与可加工性能，这是单一蓄热材料所不可比拟的。因此，定形高温复合蓄热材料在高温蓄热领域中将得到更充分的应用。[0004]工业炉窑每年耗能约占全国总耗能的20%左右，而烟气余热则占工业炉窑中总耗能的50%～70%。回收这部分本来废弃不用的工业余热，不仅能节约能源，还能提高经济效益，减少污染。但工业生产过程中排出的余热一般波动很大，而且与用热负荷的波动不同步，所以常需要蓄热装置进行蓄热。常规的蓄热系统中通常是采用耐火材料为吸收余热的蓄热材料，热量的吸收完全依靠耐火材料的显热容变化。目前，高温炉窑蓄热室的结构和蓄热体材料