一种刚玉基储热陶瓷及其制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN112408959A(43)申请公布日2021.02.26(21)申请号202011216003.0C04B35/64(2006.01)(22)申请日2020.11.04C04B38/00(2006.01)B28B11/24(2006.01)(71)申请人武汉理工大学地址430070湖北省武汉市洪山区珞狮路122号申请人佛山仙湖实验室(72)发明人徐晓虹张乾坤吴建锋(74)专利代理机构武汉科皓知识产权代理事务所(特殊普通合伙)42222代理人郑勤振(51)Int.Cl.C04B35/117(2006.01)C04B35/622(2006.01)C04B35/636(2006.01)C04B35/632(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图1页(54)发明名称一种刚玉基储热陶瓷及其制备方法(57)摘要一种刚玉基储热陶瓷及其制备方法，包括以下质量份的各原料：刚玉粉90份、氧化铁粉1～9份、氧化钛粉1～9份、氧化钐粉0～5份，其中，所述刚玉粉、氧化铁粉和氧化钛粉质量之和为100份；所述原料经混合制备泥料、练泥与陈腐、制备蜂窝陶瓷坯体、干燥和烧成可制得刚玉基蜂窝储热陶瓷。本发明制备的刚玉基蜂窝储热陶瓷具有工作温度更高、导热系数高、储热密度大的特点，属超高温储热材料，提高储热陶瓷的热转换效率，可实现持久的热能供给。CN112408959ACN112408959A权利要求书1/1页1.一种刚玉基储热陶瓷，其特征在于，包括以下质量份的各原料：刚玉粉90份、氧化铁粉1～9份、氧化钛粉1～9份、氧化钐粉0～5份，其中，所述刚玉粉、氧化铁粉和氧化钛粉质量之和为100份。2.根据权利要求1所述的一种刚玉基储热陶瓷，其特征在于，所述刚玉粉的粒径为325目，其氧化铝的含量为98～99wt％，所述氧化铁粉、氧化钛粉和氧化钐粉的纯度均大于99wt％。3.权利要求1或2所述的刚玉基储热陶瓷的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1)原料混合：将刚玉粉、氧化铁粉、氧化钛粉、氧化钐粉按质量比称取，用球磨机混合均匀，得到混合料；2)制备可塑泥料：在混合料中加入一定量的粘结剂、润滑剂和水，用捏合机进行捏合30min，制备可塑泥料；3)练泥与陈腐：将可塑泥料用真空练泥机练泥1～2h，再经陈腐36h，得到陈腐好的泥料；4)制备蜂窝陶瓷坯体：将陈腐好的泥料放入立式挤出成型机中，挤出得到蜂窝陶瓷坯体；5)蜂窝陶瓷坯体干燥：将挤出的蜂窝陶瓷坯体先放在微波炉中定型15～25min，然后放入红外干燥箱中干燥1～2h，得到干燥好的蜂窝陶瓷坯体；6)蜂窝陶瓷坯体烧成：将干燥后的蜂窝陶瓷坯体放入高温炉中，经1500～1600℃烧成，得到刚玉基蜂窝储热陶瓷。4.根据权利要求3所述的刚玉基储热陶瓷的制备方法，其特征在于，所述粘结剂为羧甲基纤维素，其加入量为混合料质量的3～5wt％。5.根据权利要求4所述的刚玉基储热陶瓷的制备方法，其特征在于，所属润滑剂为桐油、菜油中的一种或两种任意比例混合物，其加入量为混合料质量的3～5wt％。6.根据权利要求5所述的刚玉基储热陶瓷的制备方法，其特征在于，所述水的加入量为混合料质量的15～25wt％。7.根据权利要求3所述的刚玉基储热陶瓷的制备方法，其特征在于，所述微波炉的功率为5kW，频率为2450±50MHz；红外干燥箱的干燥温度为100～110℃。8.根据权利要求3所述的刚玉基储热陶瓷的制备方法，其特征在于，所述高温炉的升温速率为3～5℃/min，最高烧成温度保温2h。2CN112408959A说明书1/5页一种刚玉基储热陶瓷及其制备方法技术领域[0001]本发明涉及能源新材料技术领域，尤其涉及一种刚玉基储热陶瓷及其制备方法。背景技术[0002]储热材料是一种用于热能的存储和释放的环境友好型能源新材料，已广泛应用于太阳能热利用、电力调峰、工业废热和余热回收和建筑节能等领域。为实现高效持久的热交换，储热材料应具有较高的工作温度、较高的导热系数和较大的储热密度。陶瓷由于具有熔点高、热稳定性好、耐腐蚀、机械强度高等优点，已成为一种极具潜力的储热材料。[0003]目前，常见的储热陶瓷有尾矿质、氧化铝质、莫来石质等种类。如，中国专利《一种利用粉煤灰和页岩制备储热蜂窝陶瓷的方法》(CN106747316B)公开了一种以粉煤灰、页岩制备的储热蜂窝陶瓷，其工作温度为100～500℃，导热系数为1.7～2.2W/(m·K)，储热密度为1180～1240J/cm3；中国专利《一种高温相变储热材料》(CN109609099A)公开了一种以刚玉颗粒、刚玉粉、碳化硅粉等为主要原料制备的高温相变储热材料，其工作温度大于600℃，导热系数大于8.0W/(m·K)，储热密度大于650kJ/kg；中国