一种高抗高温氧化性能的太阳能吸热陶瓷材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高抗高温氧化性能的太阳能吸热陶瓷材料，包括以下组分：氧化镁、氮化硅、石墨烯、氮化硼、碳化钽、氧化铬、硅酸钠、硫酸亚铁和氧化铝。本发明专利技术加大了氧化镁、硅酸钠和氧化铝三种主要成分的含量，并将其粒径控制在10‑50μm之间，在高温下容易生成类似于莫来石的结构，显著提高了陶瓷材料的抗热震性能，同时将氮化硅的粒径控制在纳米级，分散均匀后，由于氮化硅为原子晶体，结构稳定，可以进一步提高陶瓷的抗热震性能，加入石墨烯不但可以提高材料热导率，而且对提高材料的抗高温氧化性能有显著的效果。

Solar heat absorbing ceramic material with high resistance to oxidation at high temperature and preparation method thereof

The invention discloses a high temperature oxidation resistance of the solar heat absorbing ceramic material, which comprises the following components: Magnesium Oxide, silicon nitride, graphene, boron nitride, tantalum carbide, chromium oxide, sodium silicate, ferrous sulfate and alumina. The invention increases the content of three main components in Magnesium Oxide, sodium silicate and alumina, and the particle size of between 10 and 50 m, easy to generate structure similar to that of mullite at high temperature, significantly improves the performance of the thermal shock resistance of ceramic material, and the silicon nitride nanometer particle size control in and dispersed evenly, because silicon nitride atomic crystal, stable structure, can further improve the performance of ceramic thermal shock, adding graphene can not only improve the thermal conductivity, and has a significant effect on improving the oxidation resistance of materials.

【技术实现步骤摘要】
一种高抗高温氧化性能的太阳能吸热陶瓷材料及其制备方法
本专利技术涉及新能源
，尤其涉及一种高抗高温氧化性能的太阳能吸热陶瓷材料及其制备方法。
技术介绍
新能源是传统能源之外的各种能源形式，包括太阳能、地热能、海洋能、风能和核聚变能等。太阳能是取之不尽用之不竭的可再生资源，开发和利用太阳能是实现能源供应多元化、保证能源安全的重要途径之一。近年来，在节能减排的政策引导和要求下，我国建筑中太阳能光热技术的应用显著增加，对于太阳能建筑一体化的要求也越来越高。塔式太阳能热发电系统由于聚光比高(200-100KW/m2)、热力循环温度高、热损耗小、系统简单且效率高的特点得到世界各国的重视，是目前各国都在大力研究的先进的大规模太阳能热发电技术，作为塔式太阳能热发电核心的空气吸热器，其中的高温吸热体材料担负着接收太阳聚光能量，以及吸热换热的重要作用，影响着整个热发电系统的稳定性及效率的高低。但是，由于塔式吸热器聚光能流密度不均匀性和不稳定性形成的吸热体局部热斑造成材料热应力破坏、空气流动稳定性差以及耐久性不高等问题，因而需迫切的开发具有抗高温氧化性好、抗热震性好、具有三维或者二维的连通结构、高比表面以及高热导率的新型吸热体材料。
技术实现思路
基于
技术介绍
存在的技术问题，本专利技术提出了一种高抗高温氧化性能的太阳能吸热陶瓷材料及其制备方法。一种高抗高温氧化性能的太阳能吸热陶瓷材料，包括以下重量百分比的组分：氧化镁15-25％氮化硅3-5％石墨烯0.01-0.03％氮化硼5-8％碳化钽2-5％氧化铬8-15％硅酸钠10-20％硫酸亚铁1-3％氧化铝余量。优选的，所述的氧化镁、硅酸钠和氧化铝的粒径均为10-50μm。优选的，所述的氮化硅的粒径均为50-200nm。本方案相比于传统方案的有益之处在于：本专利技术加大了氧化镁、硅酸钠和氧化铝三种主要成分的含量，并将其粒径控制在10-50μm之间，在高温下容易生成类似于莫来石的结构，显著提高了陶瓷材料的抗热震性能，同时将氮化硅的粒径控制在纳米级，分散均匀后，由于氮化硅为原子晶体，结构稳定，可以进一步提高陶瓷的抗热震性能，加入石墨烯不但可以提高材料热导率，而且对提高材料的抗高温氧化性能有显著的效果。具体实施方式实施例1：一种高抗高温氧化性能的太阳能吸热陶瓷材料，包括以下重量百分比的组分：氧化镁22％氮化硅4％石墨烯0.02％氮化硼7％碳化钽4％氧化铬10％硅酸钠15％硫酸亚铁2％氧化铝余量。优选的，所述的氧化镁、硅酸钠和氧化铝的粒径均为10-50μm。优选的，所述的氮化硅的粒径均为50-200nm。实施例2：一种高抗高温氧化性能的太阳能吸热陶瓷材料，包括以下重量百分比的组分：氧化镁25％氮化硅3％石墨烯0.01％氮化硼5％碳化钽5％氧化铬8％硅酸钠20％硫酸亚铁1％氧化铝余量。优选的，所述的氧化镁、硅酸钠和氧化铝的粒径均为10-50μm。优选的，所述的氮化硅的粒径均为50-200nm。实施例3：一种高抗高温氧化性能的太阳能吸热陶瓷材料，包括以下重量百分比的组分：氧化镁15％氮化硅5％石墨烯0.03％氮化硼8％碳化钽2％氧化铬15％硅酸钠10％硫酸亚铁3％氧化铝余量。优选的，所述的氧化镁、硅酸钠和氧化铝的粒径均为10-50μm。优选的，所述的氮化硅的粒径均为50-200nm。对实施例1-3所得陶瓷材料的气孔率、抗压强度和30次热震后抗压强度，结果见表1。由表1可知，本专利技术的高抗高温氧化性能的太阳能吸热陶瓷材料气孔均匀，120℃，1000h和30次热震后抗压强度无明显降低，抗热震性能好。以上所述，仅为本专利技术较佳的具体实施方式，但本专利技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本
的技术人员在本专利技术揭露的技术范围内，根据本专利技术的技术方案及其专利技术构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高抗高温氧化性能的太阳能吸热陶瓷材料，其特征在于，包括以下重量百分比的组分：氧化镁 15‑25%氮化硅 3‑5%石墨烯 0.01‑0.03%氮化硼 5‑8%碳化钽 2‑5%氧化铬 8‑15%硅酸钠 10‑20%硫酸亚铁 1‑3%氧化铝 余量。

【技术特征摘要】
1.一种高抗高温氧化性能的太阳能吸热陶瓷材料，其特征在于，包括以下重量百分比的组分：氧化镁15-25%氮化硅3-5%石墨烯0.01-0.03%氮化硼5-8%碳化钽2-5%氧化铬8-15%硅酸钠10-20%硫酸亚铁1-3%氧化铝余量。2.如权利要求1所述的高抗高温氧化性能的太阳能吸热陶瓷材料，其特征在于，所述的氧化镁、硅酸钠和氧化铝的粒...

【专利技术属性】
技术研发人员：江锦春，
申请(专利权)人：浙江伟豪能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33