工业陶瓷发展现状及动向

综述了我国工业陶瓷的发展现状及动向,对当前国内外工业陶瓷科研和市场化方面的形势及我国工业陶瓷发展中存在的问题、应采取的对策和发展趋势进行了详细阐述。     

陶瓷基复合相变储热材料的冷热循环性能研究

通过探讨材料烧成温度和无机盐质量分数的影响,发现NaNO3/SiO2和Na2CO3-Li2CO3/MgO的烧成温度分别在330℃和520℃、无机盐质量分数均达到70%时冷热循环性能较好。同时研究了冷热循环测试对这两种储热材料机械性能的影响,探索出在长期使用过程中材料力学性能的变化规律。     

仿生制备多孔ZrC/C复合陶瓷材料

以碳化后的梧桐木块作为碳模板,采用金属锆作为锆源,在KCl和KF的混合熔盐体系中制备了多孔ZrC/C复合陶瓷材料。研究了不同碳化温度对碳模板的显微形貌、显气孔率和体积密度的影响。并采用X射线光电子能谱(XPS)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)表征了梧桐木的碳化过程以及复合材料的物相组成和显微形貌。结果表明:梧桐木的碳化分为有机物的热分解和石墨化两个过程;碳化后的梧桐木保留了多孔的特征结构,随着碳化温度的升高,碳模板显气孔率变大,体积密度减小;反应时间的延长有利于增强ZrC层与碳模板基体表面的结合力;KF的加入量需要严格控制,过量的KF会破坏复合材料的结构。     

中高温复合相变储热材料的制备及性能研究

采用直接混合-压制-烧结工艺,制备了以碳酸钠-碳酸钾、碳酸钠-氯化钠、碳酸钠-氯化钠-氯化钾为相变材料的中高温复合相变储热材料。采用差式扫描量热法(DSC)、重量法和热循环法对中高温复合相变储热材料的相变峰值温度、相变潜热、热稳定性等性能做了表征。实验结果表明,以碳酸钠-氯化钠-氯化钾三元熔盐作为相变材料制备中高温复合相变储热材料,相变峰值温度为567℃,相变潜热高,是碳酸钠-碳酸钾二元熔盐的2.7倍,在750℃以下有较好的热稳定性,且具有较好常温力学性能。     

耐火材料的气孔特性与物理性能相关性的研究进展

气孔作为耐火材料显微结构的重要组成部分,对材料的物理性能有着重要的影响。本文主要介绍了气孔率、气孔孔径分布、气孔形状等气孔特性,以及对材料力学性能、热学性能的影响,主要包括强度、导热系数等方面的研究进展。在此基础上对现有研究中存在的主要问题进行了总结,为气孔特性与耐火材料物理性能相关性的后续研究提供了相关的理论依据。     

太阳能热发电用氧化铝基复相陶瓷抗热震性及EPMA分析

为了提高Al2O3陶瓷的抗热震性及强度,在Al2O3基陶瓷中添加SiC、nano-ZrO2+SiC,利用无压烧结工艺,制备了用于太阳能热发电的Al2O3-SiC及Al2O3-ZrO2(3Y)-SiC复相陶瓷。材料的EPMA分析结果表明:样品中ZrO2颗粒在室温下为以亚稳四方相存在,在裂纹尖端应力场的作用下,ZrO2粒子发生四方相→单斜相的相变吸收能量,从而提高了材料强度及断裂韧性;原料中的部分SiC颗粒发生氧化反应,反应生成莫来石,针棒状莫来石形成桥连结构,阻止热震情况下产生的微裂纹发展成危险裂纹,从而提高材料抗热震性。SEM研究显示,SiC晶粒在外力作用下发生穿晶断裂、被拔出及桥结作用。     

《相变储能专刊:从材料到系统集成与应用》特约主编寄语CSCD

储能技术有多种,其适用范围各异,热能存储(储热/储冷)技术是其中之一.目前全球储能装机容量约为22.4GW,其中抽水蓄能约为91％,其余9％的份额中,热能存储装机容量约为65％——体现了热能存储的重要性.如下图所示,热能存储技术可分为化学热能存储和物理热能存储两大类,其中化学热能存储技术可分为基于可逆化学反应和吸附/吸收两种,而物理热能存储技术则包括显热和潜热(或相变)热能存储两种.     

载体含量对NaNO3/硅藻土复合相变储热材料的性能影响规律

采用混合烧结工艺,通过改变硅藻土载体材料的质量分数制备5种不同参数的NaNO₃/硅藻土复合相变储热材料（CPCM）样品,并对其进行抗压强度测试、热物性测试、能谱表征、微观形貌观察及热性能分析。当硅藻土质量分数从30%增加到35%和40%时,样品抗压强度随之增加,表现出脆性材料特征,当达到45%和50%时,则表现出塑性材料特征。硅藻土的加入和混合烧结处理对NaNO₃的相变几乎没有影响。样品的热导率随温度升高而降低,在同一温度条件下,样品热导率均随硅藻土质量分数的升高基本呈上升趋势,但从30%增加到35%时,热导率的增幅大于从35%增加到50%时热导率的增幅,前者约为后者的8倍。与NaNO₃相比,样品在常温-相变前温度段和相变结束-最高温度段的平均比热容随硅藻土质量分数变化均出现先下降后上升的变化。硅藻土质量分数为35%时,样品内部结构致密,NaNO₃充分均匀吸附于硅藻土的分离独立小单元中。硅藻土质量分数为35%时样品具有较好的抗压强度和储热效果。