基于Al-Si-Cu-Mg-Zn合金的高溫相變儲熱材料制備與儲熱性能研究.pdf

1、隨著太陽能熱發(fā)電技術(shù)的發(fā)展，熱能的儲存技術(shù)日益引起人們的重視。金屬基相變儲熱材料具有儲能密度大，過冷度小，導(dǎo)熱率高，反復(fù)相變后性能穩(wěn)定，過程易控制等特點(diǎn)，因而在高溫儲熱方面具有廣泛的用途。其中，鋁合金高溫相變儲熱材料在相變溫度、儲熱密度、使用壽命等方面更適合做太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)中的儲熱材料。 本文設(shè)計并制備了20種不同成分的Al-Si-Cu-Mg-Zn系列鋁合金相變儲熱材料。運(yùn)用金相顯微技術(shù)、排液法、綜合熱分析技術(shù)等手段，對20種

2、不同成分的Al-Si-Cu-Mg-Zn系列鋁合金相變儲熱材料的金相組織、密度、相變溫度、單位質(zhì)量相變潛熱、顯熱和總儲熱量、單位體積相變潛熱、顯熱和總儲熱量等性能進(jìn)行了研究，并制備出多種相變溫度在400-800℃、相變潛熱大于200J/g、單位體積儲熱量高的鋁合金相變儲熱材料，可供太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)選擇使用。 Al-Si系列鋁合金儲熱材料單位質(zhì)量相變潛熱較高。其中鋁硅共晶成分的鋁合金單位質(zhì)量相變潛熱最高，約為450J/g。而當(dāng)鋁合金

3、材料中Mg、Zn含量增加時，會降低儲熱材料的單位質(zhì)量相變潛熱。在單位體積相變潛熱方面，鋁硅共晶成分的鋁合金儲熱材料約為1233.8J/cm3，依然高于其它成分的鋁合金儲熱材料。 在400-800℃之間，各成分的鋁合金儲熱材料單位質(zhì)量顯熱差別不大，但增加Cu的含量有利于提高單位質(zhì)量顯熱。由于密度差別較大，Al-Si系列鋁合金儲熱材料單位體積顯熱不高。而含有Cu、Zn等元素的鋁合金儲熱材料的單位體積顯熱高于其它成分的鋁合金儲熱材料。