CN106010467B - 用于太阳能冶金坩埚的导电熔融材料 - Google Patents
用于太阳能冶金坩埚的导电熔融材料 Download PDFInfo
- Publication number
- CN106010467B CN106010467B CN201610375973.2A CN201610375973A CN106010467B CN 106010467 B CN106010467 B CN 106010467B CN 201610375973 A CN201610375973 A CN 201610375973A CN 106010467 B CN106010467 B CN 106010467B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- conductive molten
- molten material
- temperature
- solar energy
- aluminium polychloride
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K5/00—Heat-transfer, heat-exchange or heat-storage materials, e.g. refrigerants; Materials for the production of heat or cold by chemical reactions other than by combustion
- C09K5/08—Materials not undergoing a change of physical state when used
- C09K5/10—Liquid materials
- C09K5/12—Molten materials, i.e. materials solid at room temperature, e.g. metals or salts
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
- F24S60/00—Arrangements for storing heat collected by solar heat collectors
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/40—Solar thermal energy, e.g. solar towers
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)
- Electrolytic Production Of Metals (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
- Silicon Compounds (AREA)
Abstract
本发明公开了一种用于太阳能冶金坩埚的导电熔融材料,包括如下组分:氯化钠、聚合氯化铝、纳米无机材料以及添加剂,其中聚合氯化铝是以高岭土为原料,采用盐基度调节剂制备。本发明的目的在于提供一种热稳定性好的,导热系数高,工作温度范围宽的,低成本的熔融盐传热蓄热材料。
Description
技术领域
本发明涉及熔融材料领域,更具体地说,本发明涉及一种用于太阳能冶金坩埚的导电熔融材料。
背景技术
太阳能冶金利用太阳能反射聚光,对高台上石墨坩埚,进行加热间温度1500℃从而达到冶金技术。
由于太阳源的间歇性,可见性,不能全时照射,所以我们在坩埚冶金的基础上增加中空内腔,添加特制的熔融盐来保持衡温。当温度快速升高时,熔融盐融化,导热对坩埚做工,当阳光突然消失,融盐开始固化释放热量,以达到保持坩埚的温度,而达到冶金的效果。目前,市场上的一些导电熔融材料主要有硝酸熔盐,硝酸熔盐具有熔点低,热稳定性好,对容器腐蚀性好等特点,但是,硝酸熔盐在高温下容易分解,其上限使用温度一般不超过600℃,不适合太阳能冶金高温的应用。
现有技术中也公开了两者碳酸熔融体系,这两种碳酸熔融盐可以在800℃高温下使用,但是碳酸盐体系仍存在粘度高的问题,特别是在凝固的附件粘度更高,不适合作为高温传热蓄热材料。
中国专利200910074994公开了一种氟盐基纳米高温相变蓄热复合材料,是将纳米级的金粒子、银粒子、铜粒子按一定比例复合到高温相变的氟盐中得到,克服了氟盐基相变材料存在的传热性能差,导热率低,凝固时提及收缩大等缺陷。但是在氟盐基中复合金粒子、银粒子、铜粒子并没有克服氟基盐存在热传导率低,热稳定性差等缺陷,且成本高。关于如何选择合适的组分制备出工作温度范围宽,热稳定性好以及导热系数高的蓄热材料,使其更适合在工业蓄能和太阳能冶金领域使用,有必要进一步研究和尝试。
发明内容
为了客户现有的熔融盐传热蓄热材料存在的缺点与不足,本发明的目的在于提供一种热稳定性好的,导热系数高,工作温度范围宽的,低成本的熔融盐传热蓄热材料。
为了实现根据本发明的这些目的和其它优点,本发明通过以下技术方案实现:一种用于太阳能冶金坩埚的导电熔融材料,包括按如下质量百分数计的组分:
优选的是,所述聚合氯化铝是以高岭土为原料,采用盐基度调节剂制备,聚合氯化铝中三氧化二铝含量为20~55wt%,盐基度为45~80wt%。
优选的是,所述盐基度调节为氧化钙、灰钙粉、氢氧化钠、碳酸钠中的一种或几种。
优选的是,所述纳米无机材料选自氮化硅、碳化硅、二氧化硅中的一种。
优选的是,所述纳米无机材料的粒径范围为10~30nm。
优选的是,所述添加剂为氯化钙和氟基盐组成的混合物,其质量比为1:(0.2~0.5)。
优选的是,所述氟基盐选自氟化锂或者氟化钙中的一种。
本发明至少包括以下有益效果:
1)本发明通过增加纳米无机材料,在高温液相状态下,混合液内的纳米粒子稳定悬浮,由于纳米粒子具有很大的比表面积和界面效应,大大增加了导电熔融盐的导热系数和传热面积,导热系数明显提高,导热性能大大增加;
2)本发明通过添加氯化钙和氟基盐组成的添加剂,可以得到具有不同相变温度的导电熔融盐,从而在很宽的温度范围内满足太阳能冶金的要求;
3)本发明通过加入利用高岭土为原料制备的聚合氯化铝,可以显著降低成本,通过盐基度调节剂调节,可以提高热熔融盐的耐高温温度。
本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现,部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步的详细说明,以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
应当理解,本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。
实施例1
将质量比为1:0.2的氯化钙和氟化钙混合并搅拌均匀,静态加热至全部融化,然后保温10分钟,再自然冷却至室温并粉碎,得到所述添加剂。
将质量百分比为30%氯化钠,50%聚合氯化铝,10%纳米二氧化硅(平均粒径10nm),10%添加剂混合并搅拌均匀,静态加热到固体全部熔融,然后保温30分钟,在自然冷却至室温并粉碎,得到所述导电熔融材料。
对制备的导电熔融材料进行熔点、相变潜热和热稳定性测定。测定结果显示,所制备的导电熔融材料的熔点为879℃,相变潜热1032kJ/kg。
实施例2
将质量比为1:0.4的氯化钙和氟化钙混合并搅拌均匀,静态加热至全部融化,然后保温10分钟,再自然冷却至室温并粉碎,得到所述添加剂。
将质量百分比为50%氯化钠,40%聚合氯化铝,5%纳米二氧化硅(平均粒径30nm),5%添加剂混合并搅拌均匀,静态加热到固体全部熔融,然后保温30分钟,在自然冷却至室温并粉碎,得到所述导电熔融材料。
对制备的导电熔融材料进行熔点、相变潜热和热稳定性测定。测定结果显示,所制备的导电熔融材料的熔点为849℃,相变潜热982kJ/kg。
实施例3
将质量比为1:0.5的氯化钙和氟化钙混合并搅拌均匀,静态加热至全部融化,然后保温10分钟,再自然冷却至室温并粉碎,得到所述添加剂。
将质量百分比为78%氯化钠,20%聚合氯化铝,1%纳米二氧化硅(平均粒径20nm),1%添加剂混合并搅拌均匀,静态加热到固体全部熔融,然后保温30分钟,在自然冷却至室温并粉碎,得到所述导电熔融材料。
对制备的导电熔融材料进行熔点、相变潜热和热稳定性测定。测定结果显示,所制备的导电熔融材料的熔点为819℃,相变潜热889kJ/kg。
实施例4
将质量比为1:0.5的氯化钙和氟化钙混合并搅拌均匀,静态加热至全部融化,然后保温10分钟,再自然冷却至室温并粉碎,得到所述添加剂。
将质量百分比为65%氯化钠,20%聚合氯化铝,10%纳米二氧化硅(平均粒径20nm),5%添加剂混合并搅拌均匀,静态加热到固体全部熔融,然后保温30分钟,在自然冷却至室温并粉碎,得到所述导电熔融材料。
对制备的导电熔融材料进行熔点、相变潜热和热稳定性测定。测定结果显示,所制备的导电熔融材料的熔点为879℃,相变潜热1029kJ/kg。
尽管本发明的实施方案已公开如上,但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用。它完全可以被适用于各种适合本发明的领域。对于熟悉本领域的人员而言可容易地实现另外的修改。因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下,本发明并不限于特定的细节。
Claims (1)
1.一种用于太阳能冶金坩埚的导电熔融材料,其特征在于,由按如下质量百分数计的组分组成:
其中,所述聚合氯化铝是以高岭土为原料,采用盐基度调节剂制备,聚合氯化铝中三氧化二铝含量为20~55wt%,盐基度为45~80wt%;所述盐基度调节剂为氧化钙、灰钙粉、氢氧化钠、碳酸钠中的一种或几种;
所述纳米无机材料的粒径范围为10~30nm;
其制备方法如下:
将质量比为1:0.5的氯化钙和氟化钙混合并搅拌均匀,静态加热至全部融化,然后保温10分钟,再自然冷却至室温并粉碎,得到所述添加剂;
将质量百分比为65%氯化钠,20%聚合氯化铝,10%纳米二氧化硅,5%添加剂混合并搅拌均匀,静态加热到固体全部熔融,然后保温30分钟,在自然冷却至室温并粉碎,得到所述导电熔融材料。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201610375973.2A CN106010467B (zh) | 2016-05-31 | 2016-05-31 | 用于太阳能冶金坩埚的导电熔融材料 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201610375973.2A CN106010467B (zh) | 2016-05-31 | 2016-05-31 | 用于太阳能冶金坩埚的导电熔融材料 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN106010467A CN106010467A (zh) | 2016-10-12 |
CN106010467B true CN106010467B (zh) | 2019-10-08 |
Family
ID=57091598
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201610375973.2A Expired - Fee Related CN106010467B (zh) | 2016-05-31 | 2016-05-31 | 用于太阳能冶金坩埚的导电熔融材料 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN106010467B (zh) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112520772A (zh) * | 2020-12-23 | 2021-03-19 | 四川科龙达环保股份有限公司 | 一种利用铝灰生产高纯无色透明聚氯化铝的方法 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102304350A (zh) * | 2011-07-11 | 2012-01-04 | 中南大学 | 一种太阳能光热发电用高温储热材料的制备方法 |
CN103923619A (zh) * | 2013-12-26 | 2014-07-16 | 深圳市爱能森科技有限公司 | 一种碳酸纳米熔盐传热蓄热介质及其制备方法与应用 |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102011083735A1 (de) * | 2011-09-29 | 2013-04-04 | Siemens Aktiengesellschaft | Salzgemenge als Wärmetransfer und/oder Speichermedium für solarthermische Kraftwerksanlagen, Verfahren zur Herstellung dazu |
-
2016
- 2016-05-31 CN CN201610375973.2A patent/CN106010467B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102304350A (zh) * | 2011-07-11 | 2012-01-04 | 中南大学 | 一种太阳能光热发电用高温储热材料的制备方法 |
CN103923619A (zh) * | 2013-12-26 | 2014-07-16 | 深圳市爱能森科技有限公司 | 一种碳酸纳米熔盐传热蓄热介质及其制备方法与应用 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN106010467A (zh) | 2016-10-12 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Liu et al. | Calorimetric evaluation of phase change materials for use as thermal interface materials | |
Li et al. | MgO based composite phase change materials for thermal energy storage: The effects of MgO particle density and size on microstructural characteristics as well as thermophysical and mechanical properties | |
Kennedy et al. | The reactive wetting and incorporation of B4C particles into molten aluminium | |
CN103113854B (zh) | 一种移动供热用复合相变材料及其制备方法 | |
Suleiman et al. | Fabrication of form stable NaCl-Al 2 O 3 composite for thermal energy storage by cold sintering process | |
Yang et al. | Thermal performance of stearic acid/carbon nanotube composite phase change materials for energy storage prepared by ball milling | |
CN109385544A (zh) | 铸造铝硅合金用Al-M-B晶粒细化剂及其制备方法 | |
TW201506142A (zh) | 石蠟系潛熱蓄熱材組成物及作爲石蠟系組成物之潛熱蓄熱材之使用 | |
CN110387217A (zh) | 一种高性能复合型热界面材料及其制备方法 | |
JP2018156735A (ja) | 硫化物固体電解質及びその製造方法 | |
CN102618743A (zh) | 一种铝合金熔炼用添加剂 | |
CN103923619A (zh) | 一种碳酸纳米熔盐传热蓄热介质及其制备方法与应用 | |
CN104893672A (zh) | 高密度聚乙烯/石蜡复合相变材料及其制备方法 | |
Wei et al. | Preparation and thermal performances of microencapsulated phase change materials with a nano-Al 2 O 3-doped shell | |
Tian et al. | Enhanced specific heat of chloride salt with Mg particles for high-temperature thermal energy storage | |
CN106010467B (zh) | 用于太阳能冶金坩埚的导电熔融材料 | |
Lai et al. | Reaction mechanism and kinetics of boron removal from metallurgical-grade silicon based on Li 2 O-SiO 2 slags | |
CN103361502B (zh) | 一种用化学反应法制备铝硼中间合金方法 | |
CN102560210A (zh) | 一种Mg-Sn-Ca导热铸造镁合金 | |
Ağaoğullari et al. | Synthesis of magnesium borates by mechanically activated annealing | |
CN105039796B (zh) | 铝碲中间合金及其制备方法与应用 | |
CN1995418A (zh) | 颗粒混杂增强铝基复合材料的制备方法 | |
Zhao et al. | Relationship between the Cu content and thermal properties of Al–Cu alloys for latent heat energy storage | |
CN107502296A (zh) | 一种硫化铜‑羧基化碳纳米管/石蜡光热转换相变储能复合材料的制备方法 | |
Jung et al. | Thermophysical properties of continuous casting mold flux for advanced steel developments |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20191008 |