Mg-Al-Zn合金相變儲熱特性研究.pdf

1、金屬基相變儲熱材料的儲能密度大，導熱率高，性能穩(wěn)定，過程易控，壽命長，在中、高溫儲熱方面具有廣泛的應用前景。與相對成熟的Al基相變儲熱材料相比，Mg基合金可作為一種潛在的相變儲熱材料。
　　本文基于密度測試、金相分析、XRD衍射、綜合熱分析DSC、電子探針(EPMA)等測試手段，研究了Mg-Al-Zn系合金相變儲熱材料的微觀組織和熱物理性能。通過熱循環(huán)試驗和靜態(tài)腐蝕試驗，分別研究了Mg-25Al-15Zn-14Cu合金的熱循環(huán)穩(wěn)定

2、性和與容器材料之間的相容性。主要得出結(jié)論如下:
　　(1)在Mg-Al-Zn系合金中，隨著Al含量的提高、Zn含量的降低，合金密度逐漸降低。加入Cu、Si元素后，合金密度有所提高。
　　(2) Mg-Al-Zn合金組織主要由初晶相α(Mg)固溶體基體、β-Mg17Al12和Mg32(Al，Zn)49組成。加入Cu、 Si元素后有CuZn相、MgAl2Cu、 Mg2Si新相形成。Mg-25Al-15Zn-14Cu合金鑄態(tài)組織中

3、的化合物形態(tài)主要有骨骼狀、塊狀、魚骨狀、顆粒狀和層片狀、網(wǎng)狀等6種形態(tài)。
　　(3) Mg-25Al-15Zn、Mg-25Al-15Zn-8Cu、Mg-25Al-15Zn-14Cu、Mg-25Al-15Zn-5Si合金相變溫度分別為412.1℃、405.9℃、407.5℃、434.2℃，相變潛熱值為175.4 J/g、209.3 J/g、204.7 J/g、218.4J/g。相變溫度和相變潛熱的改變是由于新相的形成以及相的形態(tài)發(fā)生

4、改變。Cu、Si的加入形成了新相，增大了相變潛熱，但也在一定程度上提高了合金的相變溫度。
　　(4) Mg-25Al-15Zn-14Cu合金熱循環(huán)前后儲熱合金試樣的物相沒有發(fā)生變化，但顯微組織結(jié)構(gòu)變化明顯。熱循環(huán)前的細小晶粒經(jīng)熱循環(huán)后變得粗大，白色塊狀和骨骼狀化合物有向基體相固溶的趨勢。1000次熱循環(huán)后，相變溫度的增幅為1.87％，相變潛熱減小了7.35％，合金密度增大了9.53％。Mg基相變儲熱材料在長期熱循環(huán)過程中表現(xiàn)出良好