[发明专利]一种太阳能吸热复合材料的制备方法

说明书

本发明涉及一种太阳能吸热复合材料的制备方法，属于太阳能技术领域。本发明通过添加红柱石、碳化硅和氮化硅，制备一种太阳能吸热复合材料，红柱石是一种铝硅酸盐矿物，红柱石在常压下加热至1350℃以后，开始转化成与原晶体平行的针状莫来石，莫来石化后的红柱石耐骤冷骤热，机械强度大，抗热冲击力强，抗渣性强，荷重转化点高，并具有极高的化学稳定性和极强的抗化学腐蚀性，碳化硅结合氮化硅具有良好的抗氧化性，材料中碳化硅本身除了耐磨性好外，热传导率较高，热膨胀系数低，使氮化硅结合碳化硅具有优良的抗热震性能，对外来侵蚀介质渗透起着阻碍和延缓作用，从而使太阳能吸热复合材料具有良好的化学稳定性。

技术领域

本发明涉及一种太阳能吸热复合材料的制备方法，属于太阳能技术领域。

背景技术

石油、煤炭、天然气等传统化石能源正日益枯竭，而人类的发展对能源需求的不断增加，能源紧缺问题迫在眉睫。世界各国采取了可再生能源替代传统化石能源的一系列措施，太阳能热发电技术正是在此背景发展的一种有效解决能源短缺问题的方法。而事实证明，利用太阳能替代一部分化石能源是一种切实可行的方法，人们开发出了多种太阳能利用技术，如太阳能热水器、太阳能釆暖、太阳能干燥、太阳能热发电等。如前所述，化石能源的有限性和使用过程中导致环境日益恶化使得发展可再生能源已经成为不可逆转的趋势，太阳能以其分布广、储量丰富、清洁环保等优点受到了广泛关注。自1878年人类建立历史上第一个太阳能热交互式蒸汽机以来，经过多年经验和技术的积累，太阳能热利用技术应用越来越广泛。如今，美许多国家都将太阳能热利用技术作为能源战略的重点。从本世纪开始，可再生能源的发展将进入兴盛期，但在相当长的一段时间，太阳能热利用技术大规模应用的成本依旧难以下降，经济成本上仍无法与传统的化石能源相比。再加上太阳能的不连续性、不稳定性、光能转化效率低等缺点同样是制约其发展的重要难题。

太阳能利用技术种类很多，其中以太阳能发电技术最受重视。目前，又以太阳能光伏发电和热发电技术较为成熟，许多国已经推广家庭式太阳能光伏发电系统多年，同时这些国家还非常重视太阳能热发电技术的开发，取得了大量科研成果，建立了多座太阳能热发电站，现正有蓬勃发展之势。

塔式太阳能热发电系统由聚光集热子系统、吸热与传热子系统、蓄热子系统、蒸汽发生器子系统和发电子系统组成。太阳能热发电的工作原理是：太阳光由集热子系统聚焦并反射到吸热子系统；高热流密度的太阳能经吸热器的HTF(传热介质)吸收后转化成热能；高温HTF流过地面的蒸汽发生器，产生蒸汽或气体进入汽轮机发电机组或燃气轮机发电机组产生电能。作为太阳能热发电吸热体材料，需要承受1000℃以上的高温以及恶劣的工作环境。因此对吸热体材料最基本的要求是其必须具有良好的高温性能，如高温弯曲强度、热膨胀系数、抗热震性、抗高温氧化性等。在高温环境下使用的吸热体材料，需要经受传热介质的侵蚀、冲刷，环境介质的氧化作用以及温度急剧变化所带来的热冲击力。因此，材质选择和性能设计时不但要考虑材料的温度水平，更要考虑材料的抗侵蚀、抗氧化及抗热震性能。

发明内容

本发明所要解决的技术问题：针对普通吸热材料不能满足太阳能吸热体耐氧化的问题，提供了一种太阳能吸热复合材料的制备方法。

为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

(1)将改性碳纤维浆料、氧化镁粉末、氯化钙粉末加入混合浆料中，置于搅拌机内，常温下以600～800r/min转速搅拌1～2h，得复合浆料；

(2)将复合浆料倒入模具中，置于微波烧结炉中，从常温升至1300～1500℃，保温煅烧2～4h，随炉冷却至室温，脱模，得太阳能吸热复合材料。

所述的混合浆料、改性碳纤维浆料、氧化镁粉末、氯化钙粉末的重量份为80～100份混合浆料、20～25份改性碳纤维浆料、4～5份氧化镁粉末、8～10份氯化钙粉末。

步骤(2)所述的模具的规格为80cm×60cm×60cm，升温速率为50℃/min。