The invention relates to a ceramic base heat storage material using copper slag as raw material and a preparation method thereof. The technical proposal is: first, copper slag containing silicon raw materials, copper salt and complexing agent, stabilizer mixing, grinding, grinding and get material; the copper salt, inorganic salt, aluminum powder, manganese powder and copper powder mixing, molding, in heat treatment, neutral atmosphere and 400~600 deg.c for milling, drying. Get the size of 0.088~1mm screening, screening material A and sieving size less than 0.088mm B. Then the 20~50wt% abrasive and 10~30wt% sieving material A, 20~40wt% B and 5~10wt% sieving of inorganic salt mixing, forming, heat treatment in the neutral atmosphere and 400~600 deg.c, to ceramic heat storage material of copper slag as raw material. The invention has wide source of raw materials, low production cost and simple process, and the prepared ceramic base heat storage material has high heat storage density, high thermal conductivity, high compressive strength and high thermal shock stability.
【技术实现步骤摘要】
一种以铜渣为原料的陶瓷基储热材料及其制备方法
本专利技术属于陶瓷基储热材料
具体涉及一种以铜渣为原料的陶瓷基储热材料及其制备方法。
技术介绍
储热材料是目前应用比较广泛的新型功能材料,主要用于工业余/废热回收利用、太阳能综合开发及高温节能等领域。主要包括显热储热材料和潜热储热材料两种。储热材料属于显热储热材料,采用耐火材料作为吸收热量的主体,由于热量的吸收仅仅是依靠耐火材料的显热容变化,这种储热材料具有体积大、造价高、热惯性大和输出功率逐渐下降等缺点。潜热式储热材料则利用相变介质在相变过程中的吸放热特性,具有储热密度大、体积小和相变温度范围宽等优势,是热量存储技术研究的热点之一。目前主要采用混合烧结法和熔融浸渗法来制备潜热储热材料,都存在一些不足。混合烧结法是将基体材料、相变材料和添加剂等混匀,成型,烧结,得到潜热储热材料。该法虽相对简单,但当烧结温度过高或相变材料含量较大时会造成相变材料的蒸发流失,从而降低材料的蓄热性能。为降低相变材料固、液转变过程中的损失,有研究者将相变材料封装在专门容器内,但会增加材料的热阻,降低传热效率、提高生产成本。熔融浸渗法则需预先制备多孔陶瓷材料,然后将液态相变材料浸渗到多孔陶瓷孔隙中,冷却,制得潜热储热材料。这种方法虽可避免相变材料蒸发流失,减少烧结过程体积效应,但需要预先制备多孔陶瓷体,相变材料的含量取决于多孔陶瓷预制体的孔径大小及其分布状态,不仅过程较为复杂,且制作成本高。另外,现有的储热材料中还存在较高的机械强度、导热系数及热震稳定性等性能低的问题。铜渣是铜冶炼过程中产生的工业固体废弃物,具有数量大、粒度细和 ...
【技术保护点】
一种以铜渣为原料的陶瓷基储热材料的制备方法,其特征在于所述制备方法是:第一步,将40~60wt%的铜渣、20~40wt%的含硅原料、1~10wt%的铜盐、0.1~10wt%的稳定剂和10~30wt%的络合剂混合,在室温条件下研磨0.5~2小时,得到研磨料;第二步,将20~40wt%的所述铜盐、30~50wt%的无机盐、10~30wt%的铝粉、10~30wt%的锰粉和10~30wt%的铜粉混合均匀,在50~100MPa条件下压制成型,于中性气氛和400~600℃条件下热处理0.5~3小时,粉碎,球磨,90℃条件下干燥12小时,筛分,得到粒度为0.088~1mm的筛分料A和粒度小于0.088mm的筛分料B;第三步,将20~50wt%的所述研磨料、10~30wt%的所述筛分料A、20~40wt%的所述筛分料B和5~10wt%的所述无机盐混合均匀,在10~30MPa条件下压制成型,于中性气氛和400~600℃条件下热处理0.5~3小时,制得以铜渣为原料的陶瓷基储热材料。
【技术特征摘要】
1.一种以铜渣为原料的陶瓷基储热材料的制备方法,其特征在于所述制备方法是:第一步,将40~60wt%的铜渣、20~40wt%的含硅原料、1~10wt%的铜盐、0.1~10wt%的稳定剂和10~30wt%的络合剂混合,在室温条件下研磨0.5~2小时,得到研磨料;第二步,将20~40wt%的所述铜盐、30~50wt%的无机盐、10~30wt%的铝粉、10~30wt%的锰粉和10~30wt%的铜粉混合均匀,在50~100MPa条件下压制成型,于中性气氛和400~600℃条件下热处理0.5~3小时,粉碎,球磨,90℃条件下干燥12小时,筛分,得到粒度为0.088~1mm的筛分料A和粒度小于0.088mm的筛分料B;第三步,将20~50wt%的所述研磨料、10~30wt%的所述筛分料A、20~40wt%的所述筛分料B和5~10wt%的所述无机盐混合均匀,在10~30MPa条件下压制成型,于中性气氛和400~600℃条件下热处理0.5~3小时,制得以铜渣为原料的陶瓷基储热材料。2.根据权利要求1所述的以铜渣为原料的陶瓷基储热材料的制备方法,其特征在于所述铜渣中的Fe2O3含量大于30wt%,SiO2含量大于22wt%;所述铜渣的粒度小于0.088mm。3.根据权利要求1所述的以铜渣为原料的陶瓷基储热材料的制备方法,其特征在于所述含硅原料为熔石英或为粉石英,所述熔石英中的SiO2含量大于99wt%,所述粉石英中的SiO2含量大于98wt%;所述含硅原料的粒度小于0.088mm。4.根据权利要求1所述的以铜渣为原料的陶瓷基储热材料的制备方法,其特征在于所述铜盐为五水硫酸铜或为三水硝酸铜,所述铜盐的纯度大于99wt%;所述铜盐的粒度小于0.045mm。5.根据权利要求1...
【专利技术属性】
技术研发人员:王周福,全正煌,刘浩,王玺堂,马妍,
申请(专利权)人:武汉科技大学,
类型:发明
国别省市:湖北,42
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