一种储热陶瓷基材料及其制备方法技术

技术编号:19204492 阅读:26 留言:0更新日期:2018-10-20 03:03
本发明专利技术公开了一种储热陶瓷基材料,由以下按照重量份的原料组成:陶瓷基质、碳酸钙、碳酸锂、碳酸钾、碳酸钠、氮化硅、碳化硅、氧化铍、高导热碳纤维、掺杂石墨。本发明专利技术还公开了所述储热陶瓷基材料的制备方法。本发明专利技术制备的储热陶瓷基材料选用及配比科学合理,烧结出的材料内部具有超微多孔结构,材料的热性能和机械性能均满足工业应用需求,且具有高温稳定性强、毒性小、腐蚀性小等优点,提高了能量转换效率;导热性能更高,吸热放热速度更快。

Heat storage ceramic based material and preparation method thereof

The invention discloses a heat storage ceramic matrix material, which is composed of the following raw materials according to weight: ceramic matrix, calcium carbonate, lithium carbonate, potassium carbonate, sodium carbonate, silicon nitride, silicon carbide, beryllium oxide, high thermal conductivity carbon fiber and doped graphite. The invention also discloses a preparation method of the heat storage ceramic based material. The heat storage ceramic matrix material prepared by the present invention is scientific and reasonable in selection and proportion, the sintered material has ultra-micro porous structure, the thermal and mechanical properties of the material meet the needs of industrial application, and has the advantages of high temperature stability, low toxicity, low corrosiveness, etc., thus improving the energy conversion efficiency. Endothermic exothermic speed is faster.

【技术实现步骤摘要】
一种储热陶瓷基材料及其制备方法
本专利技术涉及一种陶瓷基材料,具体是一种储热陶瓷基材料及其制备方法。
技术介绍
能源环保是能源利用领域的一个重要课题,利用相变储热材料的相变潜热储存能量是一种新型的节能技术。储热材料在相变过程中,吸收周围环境的热量,并在周围环境温度降低时,向周围环境释放热量,从而达到控制周围环境温度和节能的目的。它在太阳能利用、热能回收、空调制冷、建筑节能、航空航天等领域都有广泛的应用前景。目前的储热材料普遍存在导热性能差的缺点,因此制成的相变储热部件由于导热性差,无法充分发挥储热材料的储热功能。其次,储热材料发生固一液相变时,会导致泄漏问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种储热陶瓷基材料及其制备方法,以解决上述
技术介绍
中提出的问题。为实现上述目的,本专利技术提供如下技术方案:一种储热陶瓷基材料,由以下按照重量份的原料组成:陶瓷基质10~15份、碳酸钙20~28份、碳酸锂20~30份、碳酸钾20~30份、碳酸钠30~40份、氮化硅10~16份、碳化硅13~18份、氧化铍6~10份、高导热碳纤维1~2份、掺杂石墨1~2份。作为本专利技术进一步的方案:所述储热陶瓷基材料,由以下按照重量份的原料组成:陶瓷基质12份、碳酸钙25份、碳酸锂25份、碳酸钾25份、碳酸钠35份、氮化硅14份、碳化硅16份、氧化铍8份、高导热碳纤维1.5份、掺杂石墨1.5份。作为本专利技术进一步的方案:所述掺杂石墨为氮掺杂石墨、硼掺杂石墨中的一种。所述储热陶瓷基材料的制备方法,包括以下步骤:1)将陶瓷基质10~15份、碳酸钙20~28份、碳酸锂20~30份、碳酸钾20~30份、碳酸钠30~40份、氮化硅10~16份、碳化硅13~18份混合,进行研磨混合均匀,得到混合物A;2)将高导热碳纤维1~2份、掺杂石墨1~2份在500~600℃惰性气体中加热15min,然后加入到上述混合物A中,通过研磨混合均匀,形成混合物B;3)按照质量比混合物B:无水乙醇:氧化铍=1:0.11~0.14:0.05~0.10,向混合物B中加入无水乙醇和氧化铍,混合球磨2~3h,过200目筛,得到料浆;4)浆料加入到烧结模具中,加压成型,烘干后进行高温烧结,烧结温度1020~1150℃,烧结时间4~5h,烧结完成后,保温20~30min,自然冷却,得到储热陶瓷基材料。作为本专利技术再进一步的方案:步骤1)中的所述混合物A和步骤2)中的所述混合物B的粒径均在400~500目之间。作为本专利技术再进一步的方案:步骤3)中的所述加压的条件为:压力2.4~2.8MPa,加压时间2~2.5min。与现有技术相比,本专利技术的有益效果是:本专利技术制备的储热陶瓷基材料选用及配比科学合理,烧结出的材料内部具有超微多孔结构,材料的热性能和机械性能均满足工业应用需求,且具有高温稳定性强、毒性小、腐蚀性小等优点,提高了能量转换效率;导热性能更高,吸热放热速度更快。具体实施方式下面将对本专利技术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专利技术一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本专利技术保护的范围。实施例1一种储热陶瓷基材料,由以下按照重量份的原料组成:陶瓷基质15份、碳酸钙28份、碳酸锂30份、碳酸钠40份、氮化硅16份、碳化硅18份、氧化铍10份、高导热碳纤维2份、掺杂石墨2份,其中,掺杂石墨为氮掺杂石墨。所述储热陶瓷基材料的制备方法,包括以下步骤:1)将陶瓷基质15份、碳酸钙28份、碳酸钾30份、碳酸钠40份、氮化硅16份、碳化硅18份混合,进行研磨混合均匀,得到混合物A;2)将高导热碳纤维2份、掺杂石墨2份在500~600℃惰性气体中加热15min,然后加入到上述混合物A中,通过研磨混合均匀,形成混合物B;3)按照质量比混合物B:无水乙醇:氧化铍=1:0.14:0.10,向混合物B中加入无水乙醇和氧化铍,混合球磨3h,过200目筛,得到料浆;4)浆料加入到烧结模具中,加压成型,烘干后进行高温烧结,烧结温度1150℃,烧结时间5h,烧结完成后,保温30min,自然冷却,得到储热陶瓷基材料。其中,上述步骤1)中的混合物A和步骤2)中的混合物B的粒径均在400~500目之间;上述步骤3)中的加压的条件为:压力2.4~2.8MPa,加压时间2~2.5min。实施例2一种储热陶瓷基材料,由以下按照重量份的原料组成:陶瓷基质10份、碳酸钙20份、碳酸锂20份、碳酸钠30份、氮化硅10份、碳化硅13份、氧化铍6份、高导热碳纤维1份、掺杂石墨1份,其中,掺杂石墨为硼掺杂石墨。所述储热陶瓷基材料的制备方法,包括以下步骤:1)将陶瓷基质10份、碳酸钙20份、碳酸钾20份、碳酸钠30份、氮化硅10份、碳化硅13份混合,进行研磨混合均匀,得到混合物A;2)将高导热碳纤维1份、掺杂石墨1份在500℃惰性气体中加热15min,然后加入到上述混合物A中,通过研磨混合均匀,形成混合物B;3)按照质量比混合物B:无水乙醇:氧化铍=1:0.11:0.05,向混合物B中加入无水乙醇和氧化铍,混合球磨2h,过200目筛,得到料浆;4)浆料加入到烧结模具中,加压成型,烘干后进行高温烧结,烧结温度1020℃,烧结时间4h,烧结完成后,保温20min,自然冷却,得到储热陶瓷基材料。其中,上述步骤1)中的混合物A和步骤2)中的混合物B的粒径均在400~500目之间;上述步骤3)中的加压的条件为:压力2.4~2.8MPa,加压时间2~2.5min。实施例3一种储热陶瓷基材料,由以下按照重量份的原料组成:陶瓷基质12份、碳酸钙25份、碳酸锂25份、碳酸钠35份、氮化硅14份、碳化硅16份、氧化铍8份、高导热碳纤维1.5份、掺杂石墨1.5份,其中,掺杂石墨为氮掺杂石墨、硼掺杂石墨中的一种。所述储热陶瓷基材料的制备方法,包括以下步骤:1)将陶瓷基质12份、碳酸钙25份、碳酸钾25份、碳酸钠35份、氮化硅14份、碳化硅16份混合,进行研磨混合均匀,得到混合物A;2)将高导热碳纤维1.5份、掺杂石墨1.5份在550℃惰性气体中加热15min,然后加入到上述混合物A中,通过研磨混合均匀,形成混合物B;3)按照质量比混合物B:无水乙醇:氧化铍=1:0.13:0.07,向混合物B中加入无水乙醇和氧化铍,混合球磨2.5h,过200目筛,得到料浆;4)浆料加入到烧结模具中,加压成型,烘干后进行高温烧结,烧结温度1110℃,烧结时间4.5h,烧结完成后,保温25min,自然冷却,得到储热陶瓷基材料。其中,上述步骤1)中的混合物A和步骤2)中的混合物B的粒径均在400~500目之间;上述步骤3)中的加压的条件为:压力2.4~2.8MPa,加压时间2~2.5min。本专利技术制备的储热陶瓷基材料选用及配比科学合理,烧结出的材料内部具有超微多孔结构,材料的热性能和机械性能均满足工业应用需求,且具有高温稳定性强、毒性小、腐蚀性小等优点,提高了能量转换效率;导热性能更高,吸热放热速度更快;在相变时不会改变其外形,可以有效防止泄露。以上所记载,仅为利用本创作
技术实现思路
的实施例,任何熟悉本项技艺者运用本创作所做的修饰、变化,皆属本创作主张的专利范围,而不限于实施例所揭本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种储热陶瓷基材料,其特征在于,由以下按照重量份的原料组成:陶瓷基质10~15份、碳酸钙20~28份、碳酸锂20~30份、碳酸钾20~30份、碳酸钠30~40份、氮化硅10~16份、碳化硅13~18份、氧化铍6~10份、高导热碳纤维1~2份、掺杂石墨1~2份。

【技术特征摘要】
1.一种储热陶瓷基材料,其特征在于,由以下按照重量份的原料组成:陶瓷基质10~15份、碳酸钙20~28份、碳酸锂20~30份、碳酸钾20~30份、碳酸钠30~40份、氮化硅10~16份、碳化硅13~18份、氧化铍6~10份、高导热碳纤维1~2份、掺杂石墨1~2份。2.根据权利要求1所述的储热陶瓷基材料,其特征在于,由以下按照重量份的原料组成:陶瓷基质12份、碳酸钙25份、碳酸锂25份、碳酸钾25份、碳酸钠35份、氮化硅14份、碳化硅16份、氧化铍8份、高导热碳纤维1.5份、掺杂石墨1.5份。3.根据权利要求1或2所述的储热陶瓷基材料,其特征在于,所述掺杂石墨为氮掺杂石墨、硼掺杂石墨中的一种。4.一种如权利要求1~3任一所述的储热陶瓷基材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:1)将陶瓷基质10~15份、碳酸钙20~28份、碳酸锂20~30份、碳酸钾20~30份、碳酸钠30~40份、氮化硅10~16份、碳化硅...

【专利技术属性】
技术研发人员:程华风
申请(专利权)人:合肥连森裕腾新材料科技开发有限公司
类型:发明
国别省市:安徽,34

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