[发明专利]纳米多孔陶瓷基相变复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及相变复合材料，具体为纳米多孔陶瓷基相变复合材料及其制备方法。

背景技术

随着社会的不断进步和发展，节能环保及能源可持续发展越来越引起人们的重视，节能建筑与绿色纺织品的发展也开始兴起，目前，很多科研院所都开始了节能建筑与绿色纺织品的研发，其中最重要的就是相变蓄能材料的开发，但是传统的低蓄热密度的相变材料与一般结构支撑材料的复合制备工艺，其能源利用效率低，调温管理机制不佳，还易受到外部环境的影响，使得节能建筑与绿色纺织材料的发展有限。

发明内容

本发明所解决的技术问题在于提供纳米多孔陶瓷基相变复合材料及其制备方法，以解决上述背景技术中的缺点。

本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：

纳米多孔陶瓷基相变复合材料，采用高蓄热密度的相变材料、纳米结构的多孔氧化物陶瓷为支撑材料，利用独特的制备工艺使相变材料渗入多孔氧化物陶瓷的纳米孔内成型为可重复使用的高蓄热密度的相变复合材料。

纳米多孔陶瓷基相变复合材料，包括以下重量份组分的原料：

高硅氧纤维：40%-45%

纳米多孔氧化硅陶瓷颗粒：40%-45%

硼酸：10%—15%

氢氧化锂：1%—2%

氢氧化钠：1%—2%

氢氧化铝：1%—2%

碳酸钙：1%—2%

糖醇：5%—10%。

纳米多孔陶瓷基相变复合材料的制备方法，包括以下步骤：

第一步：按所述原料重量份的百分比称取原料；

第二步：将纳米多孔氧化硅陶瓷颗粒、高硅氧纤维、硼酸、氢氧化锂、氢氧化钠、氢氧化铝、碳酸钙混合均匀并在模具中压制成10-20mm的厚度，再将糖醇放置在模具的上部，其上表面有均分孔便于熔体渗入复合材料之中；

第三步：将其置于电热真空干燥炉中，抽真空，加热至130℃-150℃，保温2-3个小时，使均匀浸渗；冷却后即得纳米多孔陶瓷基相变复合材料。

本发明的技术原理为：

氢氧化锂、氢氧化钠、氢氧化铝、碳酸钙、硼酸都有极大的分解热，同时伴随物质的分解吸收巨大的热量，这些材料的性质对于添加在相变复合材料中产生极大的蓄能优势。

有益效果

本发明的材料具有高的蓄热密度，能很好的起到高温调节与控制作用。

附图说明

图1为本发明中较佳实施例的热控特性曲线。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。

实施例1

参见图1，纳米多孔陶瓷基相变复合材料的热控特性曲线，曲线1为传统的石蜡相变材料的热控特性曲线。曲线2和3为纳米多孔陶瓷基相变复合材料的热控特性曲线，其中热面环境温度1100℃，冷面的温度随时间的变化，按所述原料重量份的百分比称取原料；称取13.86克硼酸，40克高硅氧纤维，45克纳米氧化硅陶瓷颗粒，2克氢氧化锂，2.1克氢氧化钠，1克氢氧化铝，1克碳酸钙，5克糖醇。将纳米多孔氧化硅陶瓷颗粒、高硅氧纤维、硼酸、氢氧化锂、氢氧化钠、氢氧化铝、碳酸钙混合均匀并在模具中压制成15mm的厚度，再将糖醇放置在模具的上部，其上表面有均分孔便于熔体渗入复合材料之中；将其置于电热真空干燥炉中，抽真空，加热至135℃，保温2个小时，使均匀浸渗；冷却后即得纳米多孔陶瓷基相变复合材料，其热控特性如图1中所示曲线2。

实施例2

参见图1，纳米多孔陶瓷基相变复合材料的热控特性曲线，曲线1为传统的石蜡相变材料的热控特性曲线，曲线2和3为纳米多孔陶瓷基相变复合材料的热控特性曲线，其中热面环境温度1100℃，冷面的温度随时间的变化。按所述原料重量份的百分比称取原料；称取12.86克硼酸，43克高硅氧纤维，42克纳米氧化硅陶瓷颗粒，2.2克氢氧化锂，2克氢氧化钠，1.1克氢氧化铝，1.2克碳酸钙，5克糖醇。将纳米多孔氧化硅陶瓷颗粒、高硅氧纤维、硼酸、氢氧化锂、氢氧化钠、氢氧化铝、碳酸钙混合均匀并在模具中压制成16mm的厚度，再将糖醇放置在有均分的孔的模具的上部；将其置于电热真空干燥炉中，抽真空，加热至140℃，保温3个小时，使均匀浸渗；冷却后即得纳米多孔陶瓷基相变复合材料，其热控特性如图1中所示曲线3。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征及本发明的优点，本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内，本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。