用于太阳能冶金坩埚的导电熔融材料制造技术

本发明专利技术公开了一种用于太阳能冶金坩埚的导电熔融材料，包括如下组分：氯化钠、聚合氯化铝、纳米无机材料以及添加剂，其中聚合氯化铝是以高岭土为原料，采用盐基度调节剂制备。本发明专利技术的目的在于提供一种热稳定性好的，导热系数高，工作温度范围宽的，低成本的熔融盐传热蓄热材料。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及熔融材料领域，更具体地说，本专利技术涉及一种用于太阳能冶金坩埚的导电熔融材料。
技术介绍
太阳能冶金利用太阳能反射聚光，对高台上石墨坩埚，进行加热间温度1500℃从而达到冶金技术。由于太阳源的间歇性，可见性，不能全时照射，所以我们在坩埚冶金的基础上增加中空内腔，添加特制的熔融盐来保持衡温。当温度快速升高时，熔融盐融化，导热对坩埚做工，当阳光突然消失，融盐开始固化释放热量，以达到保持坩埚的温度，而达到冶金的效果。目前，市场上的一些导电熔融材料主要有硝酸熔盐，硝酸熔盐具有熔点低，热稳定性好，对容器腐蚀性好等特点，但是，硝酸熔盐在高温下容易分解，其上限使用温度一般不超过600℃，不适合太阳能冶金高温的应用。现有技术中也公开了两者碳酸熔融体系，这两种碳酸熔融盐可以在800℃高温下使用，但是碳酸盐体系仍存在粘度高的问题，特别是在凝固的附件粘度更高，不适合作为高温传热蓄热材料。中国专利200910074994公开了一种氟盐基纳米高温相变蓄热复合材料，是将纳米级的金粒子、银粒子、铜粒子按一定比例复合到高温相变的氟盐中得到，克服了氟盐基相变材料存在的传热性能差，导热率低，凝固时提及收缩大等缺陷。但是在氟盐基中复合金粒子、银粒子、铜粒子并没有克服氟基盐存在热传导率低，热稳定性差等缺陷，且成本高。关于如何选择合适的组分制备出工作温度范围宽，热稳定性好以及导热系数高的蓄热材料，使其更适合在工业蓄能和太阳能冶金领域使用，有必要进一步研究和尝试。
技术实现思路
为了客户现有的熔融盐传热蓄热材料存在的缺点与不足，本专利技术的目的在于提供一种热稳定性好的，导热系数高，工作温度范围宽的，低成本的熔融盐传热蓄热材料。为了实现根据本专利技术的这些目的和其它优点，本专利技术通过以下技术方案实现：一种用于太阳能冶金坩埚的导电熔融材料，包括按如下质量百分数计的组分：优选的是，所述聚合氯化铝是以高岭土为原料，采用盐基度调节剂制备，聚合氯化铝中三氧化二铝含量为20～55wt％，盐基度为45～80wt％。优选的是，所述盐基度调节为氧化钙、灰钙粉、氢氧化钠、碳酸钠中的一种或几种。优选的是，所述纳米无机材料选自氮化硅、碳化硅、二氧化硅中的一种。优选的是，所述纳米无机材料的粒径范围为10～30nm。优选的是，所述添加剂为氯化钙和氟基盐组成的混合物，其质量比为1：(0.2～0.5)。优选的是，所述氟基盐选自氟化锂或者氟化钙中的一种。本专利技术至少包括以下有益效果：1)本专利技术通过增加纳米无机材料，在高温液相状态下，混合液内的纳米粒子稳定悬浮，由于纳米粒子具有很大的比表面积和界面效应，大大增加了导电熔融盐的导热系数和传热面积，导热系数明显提高，导热性能大大增加；2)本专利技术通过添加氯化钙和氟基盐组成的添加剂，可以得到具有不同相变温度的导电熔融盐，从而在很宽的温度范围内满足太阳能冶金的要求；3)本专利技术通过加入利用高岭土为原料制备的聚合氯化铝，可以显著降低成本，通过盐基度调节剂调节，可以提高热熔融盐的耐高温温度。本专利技术的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本专利技术的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。实施例1将质量比为1:0.2的氯化钙和氟化钙混合并搅拌均匀，静态加热至全部融化，然后保温10分钟，再自然冷却至室温并粉碎，得到所述添加剂。将质量百分比为30％氯化钠，50％聚合氯化铝，10％纳米二氧化硅(平
均粒径10nm)，10％添加剂混合并搅拌均匀，静态加热到固体全部熔融，然后保温30分钟，在自然冷却至室温并粉碎，得到所述导电熔融材料。对制备的导电熔融材料进行熔点、相变潜热和热稳定性测定。测定结果显示，所制备的导电熔融材料的熔点为879℃，相变潜热1032kJ/kg。实施例2将质量比为1:0.4的氯化钙和氟化钙混合并搅拌均匀，静态加热至全部融化，然后保温10分钟，再自然冷却至室温并粉碎，得到所述添加剂。将质量百分比为50％氯化钠，40％聚合氯化铝，5％纳米二氧化硅(平均粒径30nm)，5％添加剂混合并搅拌均匀，静态加热到固体全部熔融，然后保温30分钟，在自然冷却至室温并粉碎，得到所述导电熔融材料。对制备的导电熔融材料进行熔点、相变潜热和热稳定性测定。测定结果显示，所制备的导电熔融材料的熔点为849℃，相变潜热982kJ/kg。实施例3将质量比为1:0.5的氯化钙和氟化钙混合并搅拌均匀，静态加热至全部融化，然后保温10分钟，再自然冷却至室温并粉碎，得到所述添加剂。将质量百分比为78％氯化钠，20％聚合氯化铝，1％纳米二氧化硅(平均粒径20nm)，1％添加剂混合并搅拌均匀，静态加热到固体全部熔融，然后保温30分钟，在自然冷却至室温并粉碎，得到所述导电熔融材料。对制备的导电熔融材料进行熔点、相变潜热和热稳定性测定。测定结果
显示，所制备的导电熔融材料的熔点为819℃，相变潜热889kJ/kg。实施例4将质量比为1:0.5的氯化钙和氟化钙混合并搅拌均匀，静态加热至全部融化，然后保温10分钟，再自然冷却至室温并粉碎，得到所述添加剂。将质量百分比为65％氯化钠，20％聚合氯化铝，10％纳米二氧化硅(平均粒径20nm)，5％添加剂混合并搅拌均匀，静态加热到固体全部熔融，然后保温30分钟，在自然冷却至室温并粉碎，得到所述导电熔融材料。对制备的导电熔融材料进行熔点、相变潜热和热稳定性测定。测定结果显示，所制备的导电熔融材料的熔点为879℃，相变潜热1029kJ/kg。尽管本专利技术的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用。它完全可以被适用于各种适合本专利技术的领域。对于熟悉本领域的人员而言可容易地实现另外的修改。因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本专利技术并不限于特定的细节。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于太阳能冶金坩埚的导电熔融材料，其特征在于，包括按如下质量百分数计的组分：

【技术特征摘要】
1.一种用于太阳能冶金坩埚的导电熔融材料，其特征在于，包括按如下质量百分数计的组分：2.如权利要求1所述的用于太阳能冶金坩埚的导电熔融材料，其特征在于，所述聚合氯化铝是以高岭土为原料，采用盐基度调节剂制备，聚合氯化铝中三氧化二铝含量为20～55wt％，盐基度为45～80wt％。3.如权利要求2所述的用于太阳能冶金坩埚的导电熔融材料，其特征在于，所述盐基度调节为氧化钙、灰钙粉、氢氧化钠、碳酸钠中的一种或几种。4.如权利要求1所述的用于太阳能冶金...

【专利技术属性】
技术研发人员：王咏梅，秦强，
申请(专利权)人：南京达峰合金有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32