[发明专利]太阳能热发电储热材料Al-12.07%Si合金的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种太阳能热发电储热材料Al-12.07％Si合金的制备方法，该铝硅合金储能新材料主要用于太阳能热发电中储存热量，合理利用新能源。

背景技术

我国具有丰富的太阳能资源，在太阳能热发电领域里要赶上世界先进水平时不我待。现在国家已把建设太阳能热发电站列入“十一五”规划，但这在储热环节无论技术还是基础研究都比较薄弱，为了得到更好的储热效果和提高整个系统的发电效率，采用一种工作温度高，过冷度小，热稳定性好，储热密度大，性价比优越的储能材料是关键。铝硅合金(Al-12.07％Si)相比于其他金属合金，性价比更加优越，熔点适中(852K)、导热系数高、相变潜热大以及相对价廉，但经过长时间(约1000次)的熔化-凝固循环后，偏析严重，晶粒粗大，储热性能明显下降。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的上述不足和缺陷，提供一种太阳能热发电储热材料Al-12.07％Si合金的制备方法。目的在于提高铝硅合金储能新材料的稳定性，延长使用寿命，解决太阳能热发电中储存热量偏析的严重问题，满足夜间供热和发电。

针对上述目的，本发明耐制备方法主要设计为：

(1)化学成分：质量分数为99.9％工业纯铝、质量分数为99.7％结晶硅、精炼剂(NaCl40％+NaF60％)质量分数为炉料的0.4％、变质剂(磷盐)质量分数为炉料的0.8％、晶粒细化剂(AlTi10)中间合金质量分数为炉料的1.2％。

(2)制备工艺参数：

a、精炼，当铝液温度上升到710℃时，将精炼剂(使用前在150℃电阻炉烘烤10min，加入温度在680℃以上，加入为炉料的0.2％-0.4％)用钟罩压入铝液面以下30mm，等铝液翻滚完毕，看不到气泡时拉起钟罩，静置5分钟，撇渣。

b、变质处理，升温到850℃精炼后加入磷盐变质剂进行变质处理，用铝箔包好压入熔体，待反应完后搅拌均匀，保温10-15分钟。

c、晶粒细化，变质处理后降温到740℃(Al-Ti)、730℃(Al-Ti-B)，加入晶粒细化剂(用前烘烤干燥，720℃以上加入(Al-Ti))，搅拌1-3分钟，加AlTi静置约20-30分钟。

d、浇铸，等铝液降温到浇铸温度720℃进行浇铸。

本发明有益效果

在480℃-620℃温度下熔化-凝固循环过程中，加入变质剂和晶粒细化剂后的Al-12.07％Si新储热材料能够较好的抑制偏析的提前产生，延长了其在太阳能发电过程中储热的使用寿命。

具体实施方式

a、清理坩埚，开炉升温，加料，升温熔化。

b、合金熔化后，加入覆盖剂覆盖液面，抑制吸氢，防止氧化烧损。

c、精炼，当铝液温度上升到710℃时，将精炼剂(使用前在150℃电阻炉烘烤10min，加入温度在680℃以上，加入为炉料的0.2％-0.4％)用钟罩压入铝液面以下30mm，等铝液翻滚完毕，看不到气泡时拉起钟罩，静置分钟，撇渣。

d、变质处理，升温到850℃精炼后加入磷盐变质剂进行变质处理，用铝箔包好压入熔体，待反应完后搅拌均匀，保温10-15分钟。

e、晶粒细化，变质处理后降温到740℃(Al-Ti)、730℃(Al-Ti-B)，加入晶粒细化剂(用前烘烤干燥，720℃以上加入(Al-Ti))，搅拌1-3分钟，加AlTi静置约20-30分钟。

f、浇铸，等铝液降温到浇铸温度720℃进行浇铸。