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一种高温传热材料及其制备方法

阅读：696发布：2020-05-13

IPRDB可以提供一种高温传热材料及其制备方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明提供了一种高温传热材料及其制备方法，所述高温传热材料由以下重量百分比的原料制成：无水硫酸钠10-13.5％；铝单质粉体0.3-0.5％；纳米氧化镁0.02-0.05％；无水氯化钙余量。制备方法包括以下步骤：将无水氯化钙与无水硫酸钠混合均匀后，再与铝单质粉末、纳米氧化镁混合均匀，然后置于箱式电阻炉中，在惰性气体保护下，以6.5-7℃/min的速度升温至920-950℃，并保温6-7h，保温结束后，冷却至室温。本发明的各原料配比合理，使制备的得到的传热材料高温度下稳定性好，导热系数高，传热蓄热性能优良。，下面是一种高温传热材料及其制备方法专利的具体信息内容。

1.一种高温传热材料，其特征在于，由以下重量百分比的原料制成：

2.根据权利要求1所述的高温传热材料，其特征在于，由以下重量百分比的原料制成：

3.根据权利要求1所述的高温传热材料，其特征在于，由以下重量百分比的原料制成：

4.根据权利要求1所述的高温传热材料，其特征在于，所述无水硫酸钠、无水氯化钙的质量纯度在99.9％以上。

5.根据权利要求1所述的高温传热材料，其特征在于，所述铝单质粉体的纯度在99.0％以上。

6.根据权利要求1所述的高温传热材料，其特征在于，所述铝单质粉体的平均粒径D50为0.6-1.1μm。

7.根据权利要求1所述的高温传热材料，其特征在于，所述纳米氧化镁的平均粒径D50为200-350nm。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的高温传热材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将无水氯化钙与无水硫酸钠混合均匀后，再与铝单质粉末、纳米氧化镁混合均匀，然后置于箱式电阻炉中，在惰性气体保护下，以6.5-7℃/min的速度升温至920-950℃，并保温6-

7h，保温结束后，冷却至室温。

说明书全文

一种高温传热材料及其制备方法

技术领域

[0001] 本发明涉及传热材料技术领域，具体涉及一种高温传热材料及其制备方法。

背景技术

[0002] 现今，由于化石能源储量的持续减少以及对温室气体排放的密切关注，如何高效使用能源已经成为世界关注的焦点。由于可再生能源在时间和空间上的非连续性，通过使用储热系统，我们可以减缓供应和需求的不匹配，提高分布式能源的使用性能和可靠性，从而实现可再生能源的持续供应。在储热系统中使用相变材料为提高储热效率提供了简便且现实的方法，同时提供了在各种公用及工业设施上使用可再生能源的可能，如工业废热利用，太阳能热发电等。这种储能系统必须能提供短期(超过数个小时)的充放热循环过程。
[0003] 为获得更高的热转化效率、低熔点的熔融盐已经不能满足当前的需要，急需开发可再更高温度下稳定运行的熔融盐材料。氯化物熔盐是能满足在更高温度下使用、性能优良、安全无害的熔融盐材料。其中氯化钙熔点、沸点高，适合作为高温传热蓄热材料。但是氯化钙的导热系数很低，导致起在工作时传热性能较差，不能实现热量的快速传输，造成装置局部温度急速升高，影响系统的正常运行。
[0004] 为强化熔盐材料的传热性能，其目前常用的方法包括：在熔盐材料中添加高导热系数的填充物，例如陶瓷颗粒。金属矩阵。碳材料等；将熔盐材料封装在高导热性能的微胶囊中；或将储热单元设计成更大换热面积的翅片结构等，虽然这些方法对提高熔盐材料的传热性能有很大帮助，但同时也带来了一些额外的问题。例如，添加比重较大的陶瓷颗粒和轻质的碳材料，在长期的运行过程中分别会发生凝聚下沉和上浮等问题。特别是当熔盐材料用作传热介质时，这些异种固体颗粒更容易在管道转弯处或者变截面处下沉或上浮，使流动阻力增大，严重时将会堵塞管道。

发明内容

[0005] 本发明的目的在于提供一种高温传热材料及其制备方法，各原料配比合理，使制备的得到的传热材料高温度下稳定性好，导热系数高，传热蓄热性能优良。
[0006] 为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：
[0007] 一种高温传热材料，由以下重量百分比的原料制成：
[0008]
[0009] 优选地，高温传热材料由以下重量百分比的原料制成：
[0010]
[0011] 优选地，高温传热材料由以下重量百分比的原料制成：
[0012]
[0013] 优选地，所述无水硫酸钠、无水氯化钙的质量纯度在99.9％以上。
[0014] 优选地，所述铝单质粉体的纯度在99.0％以上。
[0015] 优选地，所述铝单质粉体的平均粒径D50为0.6-1.1μm。
[0016] 优选地，所述纳米氧化镁的平均粒径D50为200-350nm。
[0017] 本发明高温传热材料的制备方法，包括以下步骤：
[0018] 将无水氯化钙与无水硫酸钠混合均匀后，再与铝单质粉末、纳米氧化镁混合均匀，然后置于箱式电阻炉中，在惰性气体保护下，以6.5-7℃/min的速度升温至920-950℃，并保温6-7h，保温结束后，冷却至室温。
[0019] 本发明的有益效果是：
[0020] 本发明以无水氯化钙和无水硫酸钠熔盐作为高温传热蓄热材料，在无水氯化钙加入适量的无水硫酸钠，可提高氯化钙的潜热。其中以单质铝和氧化镁作为传热增强剂，并将质量严格的控制在适宜的范围内，可使铝和氧化镁在熔盐中具有较好的分散效果。
[0021] 其中单质铝的的沸点较无水氯化钙和无水硫酸钠低，其在无水氯化钙/无水硫酸钠熔盐工作时，可以液态形式出现，而且铝的传热行能很强，因此加入少量的铝既可使传热材料的导热系数有较大增加，而加入少量的氧化镁，对于增加传热材料的比热容，增加其储热密度，使储热性能好，增加传热材料的潜热，由于加入量很少，在使用时，传热材料使用时几乎不会出现纳米粒子凝聚下沉和上浮的问题。
[0022] 本发明中各原料配比合理，使制备的得到的传热材料高温度下稳定性好，导热系数高，传热蓄热性能优良。

具体实施方式

[0023] 为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0024] 实施例1：
[0025] 一种高温传热材料，由以下重量百分比的原料制成：
[0026]
[0027] 无水硫酸钠、无水氯化钙的质量纯度在99.9％以上。铝单质粉体的纯度在99.0％以上，平均粒径D50为0.8μm。纳米氧化镁的平均粒径D50为300nm。
[0028] 高温传热材料的制备方法，包括以下步骤：
[0029] 将无水氯化钙与无水硫酸钠混合均匀后，再与铝单质粉末、纳米氧化镁混合均匀，然后置于箱式电阻炉中，在惰性气体保护下，以6.5℃/min的速度升温至935℃，并保温7h，保温结束后，冷却至室温。
[0030] 实施例2：
[0031] 一种高温传热材料，由以下重量百分比的原料制成：
[0032]
[0033] 无水硫酸钠、无水氯化钙的质量纯度在99.9％以上。铝单质粉体的纯度在99.0％以上，平均粒径D50为0.8μm。纳米氧化镁的平均粒径D50为350nm。
[0034] 高温传热材料的制备方法，包括以下步骤：
[0035] 将无水氯化钙与无水硫酸钠混合均匀后，再与铝单质粉末、纳米氧化镁混合均匀，然后置于箱式电阻炉中，在惰性气体保护下，以7℃/min的速度升温至940℃，并保温7h，保温结束后，冷却至室温。
[0036] 实施例3：
[0037] 一种高温传热材料，由以下重量百分比的原料制成：
[0038]
[0039] 无水硫酸钠、无水氯化钙的质量纯度在99.9％以上。铝单质粉体的纯度在99.0％以上，平均粒径D50为0.9μm。纳米氧化镁的平均粒径D50为200nm。
[0040] 高温传热材料的制备方法，包括以下步骤：
[0041] 将无水氯化钙与无水硫酸钠混合均匀后，再与铝单质粉末、纳米氧化镁混合均匀，然后置于箱式电阻炉中，在惰性气体保护下，以7℃/min的速度升温至925℃，并保温7h，保温结束后，冷却至室温。
[0042] 实施例4：
[0043] 一种高温传热材料，由以下重量百分比的原料制成：
[0044]
[0045] 无水硫酸钠、无水氯化钙的质量纯度在99.9％以上。铝单质粉体的纯度在99.0％以上，平均粒径D50为0.6μm。纳米氧化镁的平均粒径D50为200nm。
[0046] 高温传热材料的制备方法，包括以下步骤：
[0047] 将无水氯化钙与无水硫酸钠混合均匀后，再与铝单质粉末、纳米氧化镁混合均匀，然后置于箱式电阻炉中，在惰性气体保护下，以6.8℃/min的速度升温至945℃，并保温6.5h，保温结束后，冷却至室温。
[0048] 实施例5：
[0049] 一种高温传热材料，由以下重量百分比的原料制成：
[0050]
[0051] 无水硫酸钠、无水氯化钙的质量纯度在99.9％以上。铝单质粉体的纯度在99.0％以上，平均粒径D50为1.1μm。纳米氧化镁的平均粒径D50为200nm。
[0052] 高温传热材料的制备方法，包括以下步骤：
[0053] 将无水氯化钙与无水硫酸钠混合均匀后，再与铝单质粉末、纳米氧化镁混合均匀，然后置于箱式电阻炉中，在惰性气体保护下，以7℃/min的速度升温至930℃，并保温7h，保温结束后，冷却至室温。
[0054] 实施例6：
[0055] 一种高温传热材料，由以下重量百分比的原料制成：
[0056]
[0057] 无水硫酸钠、无水氯化钙的质量纯度在99.9％以上。铝单质粉体的纯度在99.0％以上，平均粒径D50为0.6μm。纳米氧化镁的平均粒径D50为350nm。
[0058] 高温传热材料的制备方法，包括以下步骤：
[0059] 将无水氯化钙与无水硫酸钠混合均匀后，再与铝单质粉末、纳米氧化镁混合均匀，然后置于箱式电阻炉中，在惰性气体保护下，以6.5℃/min的速度升温至950℃，并保温6h，保温结束后，冷却至室温。
[0060] 实施例7：
[0061] 一种高温传热材料，由以下重量百分比的原料制成：
[0062]
[0063] 无水硫酸钠、无水氯化钙的质量纯度在99.9％以上。铝单质粉体的纯度在99.0％以上，平均粒径D50为0.8μm。纳米氧化镁的平均粒径D50为300nm。
[0064] 高温传热材料的制备方法，包括以下步骤：
[0065] 将无水氯化钙与无水硫酸钠混合均匀后，再与铝单质粉末、纳米氧化镁混合均匀，然后置于箱式电阻炉中，在惰性气体保护下，以6.8℃/min的速度升温至920℃，并保温6.5h，保温结束后，冷却至室温。
[0066] 性能测试：
[0067] 对实施例1-5中制备得到的高温传热材料的潜热以及导热系数如表1所示。
[0068] 表1：
[0069]
[0070]
[0071] 以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
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