【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于陶瓷3d打印的，具体涉及一种光固化3d打印结合cvd制备太阳能热发电用tin/aln吸储热一体tpms异质陶瓷骨架的方法。
技术介绍
1、太阳能光热发电也称为聚光型太阳能热发电(concentrating solar power，csp)，具有光谱利用率和能量转换率高、可调度性强等优点，成为我国实现双碳目标和国家新能源战略布局中的重要环节，能够有效收集太阳能进行储存，克服气候和季节时效性，有效解决日益严重的能源危机。太阳能热发电系统通常由吸热系统、热能传输器、储能系统、发电机、电网传输系统等组成。其中，吸热系统将吸收太阳能并转换为热能，然后传输至储热系统进行储存。由于太阳光照受季节和天气的影响，吸热和储热系统能够全天候将太阳能以热能形式储存，并根据电力输出需求实时将热能输出。传统太阳能热发电系统的吸热和储热系统相互分离。然而，在热能从吸热系统传输至储热系统的过程中，热能损耗通常高达25-50vol％，极大降低了太阳能热发电系统的光热使用效率。因此，将吸热和储热系统整合，制备同时满足太阳能热发电站吸热和储热需求的吸热/储热系统迫在眉睫。
2、目前，由于太阳能热发电站的实际服役需求，太阳能热发电站通常工作温度在800～1200℃，太阳能热发电站的吸热和储热系统通常均是陶瓷材质。其中，太阳能吸热陶瓷需要同时满足高光吸收率、高光热转换效率、优异抗热震性和热稳定性；而储热陶瓷需要同时满足高热导率、高孔隙率、优异抗热震性和热稳定性。而太阳能吸热/储热一体陶瓷则需要同时兼具上述性质。目前，理论光吸收率和光热转换效率最
3、如中国专利技术专利《一种高钢渣掺量的吸储热一体陶瓷及其制备方法》(
4、cn202210660087.x)中报道了钢渣97～99wt％、镁质原料1～3wt％和外加剂3y-zro2为原料制备而成的太阳能热发电用吸热/储热一体陶瓷，然而该吸热/储热一体陶瓷的主晶相为氧化物陶瓷，且含有较多固废杂质，热导率较低，吸收率也较低，难以满足吸热/储热的需求。如文献《the microstructures and properties of fe2o3 and tio2 co-dopedcorundum ceramics for solar thermal absorbing materials》(ceramicsinternational,49(7)(2023)10765-10773)中，以刚玉为原料，氧化钛和氧化铁为掺杂剂，制备吸热/储热一体陶瓷，然而由于主晶相为黑刚玉相，吸收率和热导率均较非氧化物陶瓷更低。
5、如中国专利技术专利《一种甘蔗衍生多孔碳化硅陶瓷基储热材料、制备方法及装置》(cn202310252043.8)中，公开了由甘蔗衍生的碳化硅陶瓷骨架和相变材料复合得到；其中甘蔗衍生的碳化硅陶瓷骨架由甘蔗经过酚醛树脂乙醇溶液浸渍并碳化后在真空下与熔融硅反应并去除多余硅得到。再将石蜡填充至多孔碳化硅陶瓷骨架的空隙中，即得所述的甘蔗衍生多孔陶瓷基储热材料。该储热陶瓷为碳化硅骨架，且由甘蔗获得仿生等级结构。然而，碳化硅陶瓷吸收率仅为95.1％，且该仿生等级结构的孔结构无法精确调控。如文献《bifunctional biomorphic sic ceramics embedded molten salts for ultrafastthermal and solar energy storage》(materials today energy,21(2021)100764)中，采用木头通过反应烧结获得仿生等级碳化硅陶瓷骨架，并在表层浸渗高吸收率的tin层获得吸热/储热一体的陶瓷骨架。然而，该吸热/储热一体骨架存在界面结合差，孔结构无法精确控制的问题，因此吸热/储热性能无法精准调控。
技术实现思路
1、针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本专利技术的目的在于提供一种光固化3d打印结合cvd制备太阳能热发电用tin/aln吸储热一体tpms异质陶瓷骨架的方法。本专利技术通过设置适用于氮化钛氮化铝体系的组分，结合光固化3d打印和化学气相沉积制备得到的氮化钛氮化铝吸热/储热一体三周期极小曲面异质陶瓷骨架，其外层氮化钛骨架能够高效吸收光能并转换为热能，内层氮化铝骨架能够封装足够多的熔盐相变材料，并将热能高效传递给熔盐以进行储存，提升吸热/储热一体单元的光热利用效率。
2、为实现上述目的，按照本专利技术的第一方面，提供了制备氮化钛氮化铝吸热储热一体tpms异质陶瓷骨架的方法，包括如下步骤：
3、(1)配制含有光固化树脂、分散剂、光引发剂和烧结助剂的氮化铝陶瓷浆料；
4、(2)将所述氮化铝陶瓷浆料加入到光固化3d打印机的树脂槽中，并将异质三周期极小曲面陶瓷骨架的模型信息输入到打印机中进行光固化打印，经脱脂和烧结处理后，制得氮化铝基三周期极小曲面的陶瓷骨架；
5、(3)以四氯化钛为源物质，在所述氮化铝基三周期极小曲面的陶瓷骨架的表面进行气相沉积，制得氮化钛和氮化铝三周期极小曲面异质陶瓷骨架。
6、作为本专利技术的优选，在步骤(1)中；
7、所述氮化铝陶瓷浆料还包括聚甲基丙烯酸微球和莰酮；
8、其中，所述聚甲基丙烯酸微球的平均粒度为10～20μm，所述聚甲基丙烯酸微球的添加量占所述氮化铝陶瓷浆料的20～40wt％；
9、其中，所述莰酮占所述氮化铝陶瓷浆料的体积比为10％～30％。
10、作为本专利技术的优选，在步骤(1)中；
11、其中，所述氮化铝粉体的平均粒度为1～3μm，所述氮化铝粉体的用量占所述氮化铝陶瓷浆料的40～50vol％。
12、作为本专利技术的优选，在步骤(1)中；
13、所述光固化树脂包括单官光固化单体、双官光固化单体、高官光固化单体或高折射率光固化单体中的一种或多种混合；
14、所述光固化树脂的添加量对应分别占所述氮化铝陶瓷浆料的50～60vol％。
15、作为本专利技术的优选，在步骤(1)中；
16、所述分散剂为高分子共聚物分散剂byk111、byk163、byk180中的一种，所述分散剂的添加量对应占所述aln陶瓷浆料的1～5wt％；
17、所述光引发剂为2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦、1-羟基环己基苯基甲酮、苯基双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦中的一种，所述光引发剂的添加量对应占所述氮化铝陶瓷浆料的2～6wt％。
18、作为本专利技术的优选，在步骤(1)中；
19、所述烧结助剂为三氧化二钇粉体、三氧化二铝粉体、氧化镁粉体中的一种或多种混合；
20、所本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种制备氮化钛氮化铝吸热储热一体TPMS异质陶瓷骨架的方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的制备氮化钛氮化铝吸热储热一体TPMS异质陶瓷骨架的方法，其特征在于，在步骤(1)中；
3.根据权利要求1所述的制备氮化钛氮化铝吸热储热一体TPMS异质陶瓷骨架的方法，其特征在于，在步骤(1)中；
4.根据权利要求1所述的制备氮化钛氮化铝吸热储热一体TPMS异质陶瓷骨架的方法，其特征在于，在步骤(1)中；
5.根据权利要求1所述的制备氮化钛氮化铝吸热储热一体TPMS异质陶瓷骨架的方法，其特征在于，在步骤(1)中；
6.根据权利要求2所述的制备氮化钛氮化铝吸热储热一体TPMS异质陶瓷骨架的方法，其特征在于，在步骤(1)中；
7.根据权利要求1所述的制备氮化钛氮化铝吸热储热一体TPMS异质陶瓷骨架的方法，其特征在于，在步骤(2)中；
8.根据权利要求1所述的制备氮化钛氮化铝吸热储热一体TPMS异质陶瓷骨架的方法，其特征在于，
9.根据权利要求1所述的制备氮化钛氮化铝吸热储热一体
10.如权利要求1-9任一项所述的制备方法制得的氮化钛和氮化铝三周期极小曲面异质陶瓷骨架。
...【技术特征摘要】
1.一种制备氮化钛氮化铝吸热储热一体tpms异质陶瓷骨架的方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的制备氮化钛氮化铝吸热储热一体tpms异质陶瓷骨架的方法，其特征在于，在步骤(1)中；
3.根据权利要求1所述的制备氮化钛氮化铝吸热储热一体tpms异质陶瓷骨架的方法，其特征在于，在步骤(1)中；
4.根据权利要求1所述的制备氮化钛氮化铝吸热储热一体tpms异质陶瓷骨架的方法，其特征在于，在步骤(1)中；
5.根据权利要求1所述的制备氮化钛氮化铝吸热储热一体tpms异质陶瓷骨架的方法，其特征在于，在步骤(1)中；...
【专利技术属性】
技术研发人员：闫春泽，周士翔，刘桂宙，史玉升，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：
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