基于Sn-9Zn合金的储热芯的制备方法及基于Sn-9Zn合金的储热芯技术

本发明专利技术公开了一种基于Sn‑9Zn合金的储热芯的制备方法及基于Sn‑9Zn合金的储热芯，将Sn金属粉及Zn金属粉熔融，以获得金属熔液；将所述金属熔液置于耐高温模型中进行冷却，以获得基于Sn‑9Zn合金的储热芯，基于本发明专利技术提出的基于Sn‑9Zn合金的储热芯的制备方法制备出的基于Sn‑9Zn合金的储热芯可以缩短储热芯加热的预热时间及储热芯加热的热源稳定性，同时Sn‑9Zn合金密度高，热膨胀系数低，单位体积相变潜热较高，可满足加热装置小型化的要求。

Preparation method of heat storage core based on Sn-9Zn alloy and heat storage core based on Sn-9Zn alloy

【技术实现步骤摘要】
基于Sn-9Zn合金的储热芯的制备方法及基于Sn-9Zn合金的储热芯
本专利技术涉及烟草加热领域，尤其涉及一种基于Sn-9Zn合金的储热芯的制备方法及基于Sn-9Zn合金的储热芯。
技术介绍
目前由于加热不燃烧型烟草热源能使烟弹加热到足以散发出具有烟草味道的气雾，而不会点燃烟弹的优良性能能，使得加热不燃烧型烟草热源广受各大烟草商家的喜爱，然而目前普遍的加热不燃烧型烟草热源为中温无机盐、金属相变材料等，其中，无机盐相变材料比热容过高，导热系数低，导致热源预热时间过长、加热温度不稳定，而金属相变材料，比如；Sn-37Pb合金材料含重金属，不利于烟草产品的健康使用。
技术实现思路
本专利技术提供一种基于Sn-9Zn合金的储热芯的制备方法及基于Sn-9Zn合金的储热芯，旨在缩短储热芯的预热时间，且可满足储热芯加热途中加热温度稳定的要求。为实现上述目的，本专利技术提供一种基于Sn-9Zn合金的储热芯的制备方法，所述基于Sn-9Zn合金的储热芯用于加热不燃烧型烟，所述基于Sn-9Zn合金的储热芯的制备方法包括以下步骤：将Sn-9Zn合金熔融，以获得Sn-9Zn合金熔液；将Sn-9Zn合金熔液通过膜片灌入空芯的储热芯中，以获取装有Sn-9Zn合金的第一目标储热芯。优选地，将所述第一目标储热芯置于马弗炉，在250-350℃下加热10min；将第一目标储热芯取出，并将膜片竖直插入第一目标储热芯；将第一目标储热芯再次置于马弗炉，在250-350℃下加热30min后取出并用高温胶封装。优选地，将Sn金属粉及Zn金属粉置于三相电弧熔炼炉中，加热并搅拌30min，以获取金属熔液，其中，Sn金属粉及Zn金属粉的质量比为91：9，加热温度大于600℃；将所述金属熔液置于耐高温模型中进行冷却，以获得Sn-9Zn合金。优选地，在氮气环境下，对所述Sn-9Zn合金进行TG-DSC测试；若所述Sn-9Zn合金通过TG-DSC测试，则判定所述Sn-9Zn合金可用于制备基于Sn-9Zn合金的储热芯。此外，为实现上述目的，本专利技术实施例还提供一种基于Sn-9Zn合金的储热芯的制备方法，所述基于Sn-9Zn合金的储热芯用于加热不燃烧型烟，所述基于Sn-9Zn合金的储热芯的制备方法包括以下步骤：按预设比例称取Sn金属粉及Zn金属粉，并将Sn金属粉及Zn金属粉混匀后灌入空芯的储热芯，以获取灌有合金粉末的储热芯，其中预设比例为Sn金属粉及Zn金属粉的质量比为91：9；在灌有合金粉末的储热芯中插入膜片，并置于马弗炉，在250-350℃下加热，以获取第二目标储热芯。此外，为实现上述目的，本专利技术实施例还提供一种基于Sn-9Zn合金的储热芯，所述基于Sn-9Zn合金的储热芯由Sn金属粉及Zn金属粉制成，所述Sn金属粉及Zn金属粉的质量比为91：9，所述基于Sn-9Zn合金的储热芯为Sn-9Zn共晶合金。优选地，所述基于Sn-9Zn合金的储热芯的放热温度为150-300℃、相变潜热值为95.1-95.2J/g，所述基于Sn-9Zn合金的储热芯的单位体积相变潜热为440J/cm3。优选地，所述基于Sn-9Zn合金的储热芯在200℃时，导热系数为53.3-53.5W/(m2·K)、比热容为249-251J/(kg·K)及密度为7.3-7.4g/cm3。相比现有技术，本专利技术提供公开了一种基于Sn-9Zn合金的储热芯的制备方法及基于Sn-9Zn合金的储热芯，将Sn金属粉及Zn金属粉熔融，以获得金属熔液，接着将金属熔液置于耐高温模型中进行冷却，以获得基于Sn-9Zn合金的储热芯，其中，基于Sn-9Zn合金的储热芯的放热温度为150-300℃、相变潜热值为95.1-95.2J/g，基于Sn-9Zn合金的储热芯的单位体积相变潜热为440J/cm3，基于本专利技术提出的基于Sn-9Zn合金的储热芯的制备方法制备出的基于Sn-9Zn合金的储热芯可以缩短储热芯加热的预热时间及储热芯加热的热源稳定性，同时Sn-9Zn合金密度高，热膨胀系数低，单位体积相变潜热较高，可满足加热装置小型化的要求。附图说明图1是本专利技术基于Sn-9Zn合金的储热芯的制备方法的第一实施例的流程示意图；图2是本专利技术Sn-9Zn合金相变测试曲线；图3是本专利技术填充入加热不燃烧型烟用基于Sn-9Zn合金的储热芯加热后所得的烟支样品加热温度曲线；图4为在200℃时无机盐及金属相变材料的性能数据。本专利技术目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。具体实施方式应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。本专利技术实施例提供一种基于Sn-9Zn合金的储热芯的制备方法，参照图1，图1为本专利技术基于Sn-9Zn合金的储热芯的制备方法第一实施例的流程示意图。该基于Sn-9Zn合金的储热芯的制备方法包括：步骤S10，将Sn-9Zn合金熔融，以获得Sn-9Zn合金熔液；该步骤中，可以理解地，加热不燃烧型烟草热源能使烟弹加热到足以散发出具有烟草味道的气雾，且加热过程中不会点燃烟弹，其样品可抽吸温度在90℃-200℃。这就对加热不燃烧型烟草热源性能提出了较高的要求，例如热源预加热时间短、导热能力强、有效储存热量高、适合的加热温度在150-250℃、持续放热时间需要超过300s等。金属和共晶合金材料，大多为有固定熔点的晶体，其在熔点附近可形成一个宽的温度平台，同时储存或释放大量潜热，满足加热不燃烧型烟草热源的储热量与持续放热要求，因此本专利技术方法采用金属Sn与Zn制备基于Sn-9Zn合金的储热芯，具体地，将Sn-9Zn合金熔融，以获得Sn-9Zn合金熔液，其中，可以理解地，为了加快熔融速度，直接采用Sn-9Zn合金粉末进行熔融，进一步地，为了避免在熔融过程中金属氧化，在无氧过程中进行熔融，以避免金属浪费。具体地，步骤S10之前包括，步骤S101，将Sn金属粉及Zn金属粉置于三相电弧熔炼炉中，加热并搅拌30min，以获取金属熔液，其中，Sn金属粉及Zn金属粉的质量比为91：9，加热温度大于600℃；步骤S102，将所述金属熔液置于耐高温模型中进行冷却，以获得Sn-9Zn合金。该步骤中，本专利技术利用三相电弧熔炼炉将Sn金属粉及Zn金属粉熔融，将Sn金属粉及Zn金属粉置于三相电弧熔炼炉中，加热并搅拌30min，具体地，将Sn金属粉与Zn金属粉以91：9的质量比放入三相电弧熔炼炉中升温至600℃以上并搅拌30min。接着在获得金属熔液之后，将金属熔液置于耐高温模型中进行冷却，以获得Sn-9Zn合金，在退火冷却后，切割成需要的形状。进一步地，步骤S102之后，还包括，步骤S103，在氮气环境下，对所述Sn-9Zn合金进行TG-DSC测试；步骤S104，若所述Sn-9Zn合金通过TG-DSC测试，则判定所述Sn-9Zn合金可用于制备基于Sn-9Zn合本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于Sn-9Zn合金的储热芯的制备方法，其特征在于，所述基于Sn-9Zn合金的储热芯用于加热不燃烧型烟，所述基于Sn-9Zn合金的储热芯的制备方法包括以下步骤：/n将Sn-9Zn合金熔融，以获得Sn-9Zn合金熔液；/n将Sn-9Zn合金熔液通过膜片灌入空芯的储热芯中，以获取装有Sn-9Zn合金的第一目标储热芯。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于Sn-9Zn合金的储热芯的制备方法，其特征在于，所述基于Sn-9Zn合金的储热芯用于加热不燃烧型烟，所述基于Sn-9Zn合金的储热芯的制备方法包括以下步骤：
将Sn-9Zn合金熔融，以获得Sn-9Zn合金熔液；
将Sn-9Zn合金熔液通过膜片灌入空芯的储热芯中，以获取装有Sn-9Zn合金的第一目标储热芯。


2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将Sn-9Zn合金熔液通过膜片灌入空芯的储热芯中，以获取装有Sn-9Zn合金的第一目标储热芯的步骤之后，还包括：
将所述第一目标储热芯置于马弗炉，在250-350℃下加热10min；
将第一目标储热芯取出，并将膜片竖直插入第一目标储热芯；
将第一目标储热芯再次置于马弗炉，在250-350℃下加热30min后取出并用高温胶封装。


3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将Sn-9Zn合金熔融，以获得Sn-9Zn合金熔液的步骤之前，还包括：
将Sn金属粉及Zn金属粉置于三相电弧熔炼炉中，加热并搅拌30min，以获取金属熔液，其中，Sn金属粉及Zn金属粉的质量比为91：9，加热温度大于600℃；
将所述金属熔液置于耐高温模型中进行冷却，以获得Sn-9Zn合金。


4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述将所述金属熔液置于耐高温模型中进行冷却，以获得Sn-9Zn合金的步骤之后，还包括：
在氮气环境下，对所述Sn-9Zn合金进行TG-DSC测试；
若所述Sn-9Zn合金通过TG-DSC测试，则判定所述Sn-9Zn合金可用于...

【专利技术属性】
技术研发人员：张和平，朱思宇，龚伦伦，程旭东，周顺，
申请(专利权)人：中国科学技术大学先进技术研究院，安徽中烟工业有限责任公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34