[发明专利]一种稀土陶瓷高温相变蓄放能材料及其制备方法

说明书

本发明属于相变蓄放能材料领域，涉及稀土陶瓷高温相变蓄放能材料及其制备方法。相变蓄放能材料包括相变材料和稀土陶瓷；稀土陶瓷的孔径为450‑1000nm，孔隙率≥50%；相变材料均匀嵌入在稀土陶瓷的孔内；相变材料体积占其嵌入孔内体积的1/2‑2/3；相变材料为无机盐混合物，无机盐混合物由固态变为液态的相变温度为820‑920^°C；稀土陶瓷包括氧化锆和稀土氧化物的固溶体。本发明采用的无机盐混合物，将腐蚀性较强、熔点较高、潜热较低的氟盐与其他无机盐复合后，形成的无机盐混合物中的熔点有所降低，同时潜热增大，在尽可能蓄能的同时，又避免相变温度过高，使腐蚀性较强的氟盐气化分解，腐蚀陶瓷材料。

技术领域

本发明属于相变蓄放能材料领域，尤其涉及一种稀土陶瓷高温相变蓄放能材料及其制备方法。

背景技术

相变材料(Phase Change Materials)，简称PCM。所谓相变储能是指物质在相变化过程中吸收或释放能量.正是这一特性构成了相变储能材料具有广泛应用的理论基础。相变材料从液态向固态转变时，要经历物理状态的变化。在这两种相变过程中，材料要从环境中吸热，反之，向环境放热。在物理状态发生变化时可储存或释放的能量称为相变热，发生相变的温度范围很窄。物理状态发生变化时，材料自身的温度在相变完成前几乎维持不变。大量相变热转移到环境中时，产生了一个宽的温度平台。相变材的出现，体现了恒温时间的延长，并可与显热和绝缘材料在热循环时，储存或释放显热。其原理是：相变材料在热量的传输过程中将能量储存起来，就像热阻一样将可以延长能量传输时间，使温度梯度减小。

节能与环保是能源利用领域中最重要的课题，利用相变材料的相变潜热进行能量的储存(蓄冷、蓄热)是一项新型环保节能技术。相变材料在其本身发生相变的过程中，吸收环境的热(冷)量，并在需要时向环境放出热(冷)量，从而达到控制周围环境温度和节能的目的。它在制冷空调、建筑节能、太阳能利用、热能回收等领域都有广泛的应用前景。

目前，我国大部分地区(以省为单位)采用峰谷平电价政策。所谓的“谷电”价格通常是平电下浮50％；而峰电价格即为平电价格上浮50％-60％，形成了0.3/0.6/0.9元/KWH的规律，或1:2:3的费率关系。有些地区，如苏、浙、沪、广等地，甚至还出现过峰峰电价，电价为谷电时电价的4倍。

谷电蓄能技术主是充分利用大量废弃的夜间电力(不用就消失于无形，同时还伴有大量的排放)，加热高密度储热材料至800-900度，然后24小放热，即将大量夜间的电力，转化为热能的形式储存起来，在客户第二天生产是再释放出所需的热量。由于晚间使用的是廉价的谷电，所以可以大大降低客户的运营成本。谷电蓄能设备完全可以取代工业锅炉！与天然气相比，可以为客户降低50％的使用费用；与直热式电锅炉要比，可以为客户节省40-50％的运行费用；与柴油相比，可以降低客户近3倍的使用费用。

蓄热材料就是一种能够储存热能的材料。在特定的温度(如相变温度)下发生物相变化的同时，伴随着吸热或放热，由此可以控制周围环境的温度或用以储存热能。把热量或冷量储存起来，在需要时再把它释放出来，从而提高了能源的利用率。在建筑方面它能提高建筑领域能源使用效率，降低建筑能耗，对于整个社会节约能源和保护环境都具有显著的经济效益和社会影响。利用相变储能建筑材料可有效利用太阳能来蓄热或电力负荷低谷时期的电力来蓄热或蓄冷，使建筑物室内和室外之间的热流波动幅度减弱、作用时间被延迟，从而降低室内的温度波动，提高舒适度以及节约能耗。

相变材料可分为：有机相变材料和无机相变材料。有机类相变材料主要包括石蜡、脂肪酸以及多元醇，此类相变材料性能稳定，无腐蚀性，但其蓄热能力较差。因此目前研究最广泛还是蓄热能力较强的无机相变材料，绝大多数无机物相变蓄能材料的蓄热能力较强但具有腐蚀性，限制了其大规模运用。

因此，如何有效克服无机相变材料腐蚀性强的问题是目前需要解决的技术问题。

发明内容