[发明专利]一种工作温度小于100度的高储热密度锡合金及其工艺

说明书

本发明公开了一种工作温度小于100度的高储热密度锡合金及其工艺。按照重量百分比,该合金的成分为:Cd:15.0‑18.0wt.%,Pb:6.0‑6.5wt.%,Bi:8.4‑8.6wt.%,Sb:1.2‑1.5wt.%,Ga:2.0‑2.5wt.%,Y:0.2‑0.3wt.%,Cu:0.1‑0.2wt.%,Sr:0.4‑0.5wt.%,余量为锡。该材料为合金储能领域提供了一种工作温度小于100度的储热用锡合金，且该熔体具有优异的耐氧化性能，热物性能和热循环性能。不仅可以克服目前储热领域面临的难题，也会预期在解决储能合金领域面临的技术难题的同时获得极大的社会价值和市场价值。

技术领域

本发明涉及合金技术领域，具体地说，涉及一种锡合金。

背景技术

随着经济快速发展和人类生活水平的提高，现有的化石能源已经不能满足人类的长久需求。由于化石能源的开采和使用也带来了环境污染和气候的巨变，在对环境保护极其严格的今天开发可再生能源变得极为重要。可以预计，可再生清洁能源在未来具有很广泛的应用前景。但是自然界的可再生能源具有间歇性和不稳定性的特点，严重的制约了自然界可再生清洁能源的开发和利用，因而储能技术应运而生。

一般而言，可再生的清洁能源包括太阳能，风能等自然能源。此外，也包括人类工业活动中产生的废热，其中以工业的废热最为突出。利用储能技术，就可以将不稳定的工业废热，风能，太阳能，以及低利用率时间段的电能进行储存，从而达到提升能量利用效率和节能减排的作用。储热就是储能领域一种重要的形式，主要包括显热储能和潜热储能。

显热储能就是通过储热介质使其温度升高而吸收能量。这种技术储存能量有限，设备体积庞大，经济性不高，能量吸收和释放中温度变化较大，使其难以与外界热用户匹配，可控性较差。潜热储热是利用相变潜热而储热。由于相变潜热远远大于显热吸收的热量，所以潜热储热的能量也远远大于显热蓄热的能量。在存储相同的能量的前提下，潜热蓄热具有可以减小装置体积，而且蓄热过程中近似等温，过程易于控制等优点。

由于储热技术能够有效缓解能量供求双方在时间、强度及地点上的不匹配，解决了能源供应与需求之间的矛盾，在提高可再生能源的持续利用方面有重要应用。特别是相变储热技术蓄热密度大、装置简单、设计灵活、过程容易控制等优点，在实际工程中具有低成本，长寿命和环保无污染等诸多优点。

相变材料是潜热储存系统的核心，目前应用于中温领域的主要有无机盐和有机脂肪酸等。但是它们具有存在储热密度小，热导率低，腐蚀性强和高温下容易分解等缺点。低熔点合金是目前相变储热领域中具有非常突出优点的一种新型介质。一般而言，合金储能材料相比于其它相变储能材料的优点是非常明显的:相变温度高、相变潜热大、导热速度快、热稳定性好、相变的过冷度小、相变体积变化小等。这些合金储能材料在最近几十年内在世界范围内得到广泛的研究和应用，并已经成功应用于太阳能热发电，工业余热利用，建筑保温以及电子产品降温等多种领域。

目前国内外对储热合金需求是非常迫切的，但是迄今为止现有的储能合金品种，不管是铝基，镁基或者其它低熔点金属的，都存在一系列的问题亟待克服。考虑到提高能源转换和利用率已经在世界范围内成为各国实施可持续发展战略必须考虑的重大方向，发展高效且具有优异物理-化学性能的先进储能合金至关重要。开发合适的储能合金一方面要深入了解材料相变过程中的热力学规律和动力学机理，另一方面也要从强化传热和高效储热方面去提高该合金的服役性能。

可以预见，我国在未来可再生能源发电的装机比重将日益增大。在显热储能和化学能储能成本高，容量小，经济效益不明显的技术约束下，相变储能由于成本低，容量大，无污染等优点将会得到更为广泛的应用。因而开发具有先进性能的储能用合金必将在促进相关行业发展的同时，实现极大的社会效益和经济效益。

发明内容

本发明目的在于克服现有技术的不足，提供一种工作温度小于100度的高储热密度锡合金及其工艺。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：