[发明专利]一种储热陶瓷基材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种储热陶瓷基材料，由以下按照重量份的原料组成：陶瓷基质、碳酸钙、碳酸锂、碳酸钾、碳酸钠、氮化硅、碳化硅、氧化铍、高导热碳纤维、掺杂石墨。本发明还公开了所述储热陶瓷基材料的制备方法。本发明制备的储热陶瓷基材料选用及配比科学合理，烧结出的材料内部具有超微多孔结构，材料的热性能和机械性能均满足工业应用需求，且具有高温稳定性强、毒性小、腐蚀性小等优点，提高了能量转换效率；导热性能更高，吸热放热速度更快。

技术领域

本发明涉及一种陶瓷基材料，具体是一种储热陶瓷基材料及其制备方法。

背景技术

能源环保是能源利用领域的一个重要课题，利用相变储热材料的相变潜热储存能量是一种新型的节能技术。储热材料在相变过程中，吸收周围环境的热量，并在周围环境温度降低时，向周围环境释放热量，从而达到控制周围环境温度和节能的目的。它在太阳能利用、热能回收、空调制冷、建筑节能、航空航天等领域都有广泛的应用前景。

目前的储热材料普遍存在导热性能差的缺点，因此制成的相变储热部件由于导热性差，无法充分发挥储热材料的储热功能。其次，储热材料发生固一液相变时，会导致泄漏问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种储热陶瓷基材料及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种储热陶瓷基材料，由以下按照重量份的原料组成：陶瓷基质10～15份、碳酸钙20～28份、碳酸锂20～30份、碳酸钾20～30份、碳酸钠30～40份、氮化硅10～16份、碳化硅13～18份、氧化铍6～10份、高导热碳纤维1～2份、掺杂石墨1～2份。

作为本发明进一步的方案：所述储热陶瓷基材料，由以下按照重量份的原料组成：陶瓷基质12份、碳酸钙25份、碳酸锂25份、碳酸钾25份、碳酸钠35份、氮化硅14份、碳化硅16份、氧化铍8份、高导热碳纤维1.5份、掺杂石墨1.5份。

作为本发明进一步的方案：所述掺杂石墨为氮掺杂石墨、硼掺杂石墨中的一种。

所述储热陶瓷基材料的制备方法，包括以下步骤：

1）将陶瓷基质10～15份、碳酸钙20～28份、碳酸锂20～30份、碳酸钾20～30份、碳酸钠30～40份、氮化硅10～16份、碳化硅13～18份混合，进行研磨混合均匀，得到混合物A；

2）将高导热碳纤维1～2份、掺杂石墨1～2份在500～600℃惰性气体中加热15min，然后加入到上述混合物A中，通过研磨混合均匀，形成混合物B；

3）按照质量比混合物B：无水乙醇：氧化铍＝1：0.11～0.14：0.05～0.10，向混合物B中加入无水乙醇和氧化铍，混合球磨2～3h，过200目筛，得到料浆；

4）浆料加入到烧结模具中，加压成型，烘干后进行高温烧结，烧结温度1020～1150℃，烧结时间4～5h，烧结完成后，保温20～30min，自然冷却，得到储热陶瓷基材料。

作为本发明再进一步的方案：步骤1）中的所述混合物A和步骤2）中的所述混合物B的粒径均在400～500目之间。

作为本发明再进一步的方案：步骤3）中的所述加压的条件为：压力2.4～2.8MPa，加压时间2～2.5min。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明制备的储热陶瓷基材料选用及配比科学合理，烧结出的材料内部具有超微多孔结构，材料的热性能和机械性能均满足工业应用需求，且具有高温稳定性强、毒性小、腐蚀性小等优点，提高了能量转换效率；导热性能更高，吸热放热速度更快。

具体实施方式