[发明专利]一种液相调幅分解型500-600度用储热铝合金及工艺

说明书

本发明公开了一种液相调幅分解型500‑600度用储热铝合金及工艺。按照重量百分比,该合金的成分为:Sn:18.0‑20.0wt.%,In:1.0‑1.5wt.%,Bi:5.0‑6.0wt.%,Ge:0.2‑0.4wt.%,Ni:1.0‑2.0wt.%,Mn:0.1‑0.2wt.%,Fe:0.5‑0.8wt.%,Be:0.02‑0.04wt.%,余量为铝。该材料为合金储能领域提供了一种基于不同于共晶合金储能的材料学解决方案，可以有效地克服目前储能领域面临的技术难题。不仅可以使得潜热释放在大范围内成为可能，也会在大大提升储热能力的同时实现极大的社会效益和经济效益。

技术领域

本发明涉及合金技术领域，具体地说，涉及一种铝合金。

背景技术

热能技术主要包括两个方面:第一是热能的转化和传递,也即是热能和其它能量之间的转化和在不同物质载体之间的传递；第二是热能的存储，也就是热能在物质载体上的存在状态。在传统的以化石能源为主的能源结构中，对高品位的储能技术需求并不大，主要局限在低品位热能的储存和利用，例如储热供暖和热水供应等。近年来，伴随着化石能源的日益枯竭和环境问题的严重性，高品位的储能技术以及余热回收已经变成了世界范围内广泛重视的方向，这也会储能技术的发展提供了机遇。

储热分为显热储热和潜热储热。显热储热指的是由于吸热而使得储热介质温度上升引起的能量储存，而潜热储热则是靠相变过程释放的吸收的热量来进行能量保存。与显热储存系统相比，潜热储存具有更高的热能储存密度，在恒定的温度储存和释放热能等特点。相变潜热储热可以有效地把余热，废热和太阳能储存起来，在需要的时候进行能量释放，可以在设定的温度范围内改变工作相状态。

常见的相变储热材料包括低熔点的无机盐，有机油类，以及合金相变储热材料。低熔点的无机盐系统由于含有Cl，F等元素，对管道材料的腐蚀很明显。在使用过程中会由于化学的作用释放出刺激性的气体，严重的污染环境。有机油类尽管廉价易得，但是不能在较高的温度下工作，容易氧化分解。而且低熔点无机盐和有机油类的传热性能低，不能进行高效快速的热量吸收和释放。近些年开始在世界范围内广泛研究和产业化的是合金类的相变储能材料。这些材料具有储能密度大、热导率高、性能稳定、过程易控、寿命长等优点，在中、高温储热方而具有广泛的应用前景。

目前已经获得成功应用的相变储能合金，其设计理念是基于共晶温度成分。共晶合金在凝固过程中类似纯金属，有固定的液-固相变温度，因而现有的相变储能合金的工作温度大多在共晶温度附近。这种设计方法将储能设施作为热源温度限制在了共晶温度附近，但是随着工业的快速发展，不同的企业对热源工作温度有自身的需求。因而，现有的储热合金并不能满足工业界对热源工作温度多样性的需求。本专利就是为了克服这种行业难题而提出的新型储能合金。

发明内容

本发明目的在于克服现有技术的不足，提供一种液相调幅分解型500-600度用储热铝合金及工艺。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种液相调幅分解型500-600度用储热铝合金及工艺。按重量百分比计,合金的组成为Sn:18.0-20.0wt.%,In:1.0-1.5wt.%,Bi:5.0-6.0wt.%,Ge:0.2-0.4wt.%,Ni:1.0-2.0wt.%,Mn:0.1-0.2wt.%,Fe:0.5-0.8wt.%,Be:0.02-0.04wt.%,余量为铝。

上述一种液相调幅分解型500-600度用储热铝合金及工艺，包括如下冶炼步骤（保护条件下）：将如上配比的原料在坩埚电阻炉中熔炼，其中活性元素以中间合金的形式加入;熔炼过程中采用石墨坩埚和氩气保护；坩埚加热到700-800度后形成合金熔体，并利用电磁搅拌效应充分搅拌15分钟左右;将合金熔体在700度保温静置15分钟后浇铸到水玻璃或者石墨模具内进行铸造成型。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：