[发明专利]一种蓄热热芯及其制备方法、蓄热模组和蓄热系统

权利要求书

1.一种蓄热热芯，其特征在于，包括外壳、核心相变区和设置在外壳与核心相变区之间的混溶层；

所述外壳由骨架材料构成，所述核心相变区由核心材料构成，所述骨架材料的相变温度大于所述核心材料的相变温度；

所述混溶层为包括骨架材料和核心材料的复合材料，所述混溶层中核心材料的含量由外壳至核心相变区的方向逐渐升高。

2.根据权利要求1所述的蓄热热芯，其特征在于，所述核心材料为金属单质或合金；所述骨架材料为无机单质、合金或化合物；

所述骨架材料的相变温度高于所述核心材料的相变温度100℃以上；

所述骨架材料与核心材料的莫氏硬度差值≤4。

3.根据权利要求2所述的蓄热热芯，其特征在于，所述核心材料为铝、锌、锡、铝锌合金、铝镁合金或铝镁锌合金；和/或

所述骨架材料为硅、铜、铝硅合金，硅镁合金、铝硅镁合金、镁硅锌合金、鳞片状石墨、膨胀石墨、石墨烯、氧化镁或氧化铝；和/或

所述核心材料的平均粒径为5～200μm；和/或

所述骨架材料的平均粒径为5～200μm。

4.根据权利要求3所述的蓄热热芯，其特征在于，

核心材料为锡，骨架材料为石墨，所述锡的平均粒径为10～50μm，所述石墨的平均粒径为20～80μm，所述复合材料中，所述锡和石墨的质量比为(2～8)：1；或

核心材料为锡，骨架材料为铝，所述锡的平均粒径为10～50μm，所述铝的平均粒径为50～150μm，所述复合材料中，所述锡和铝的质量比为(4～16)：1；或

核心材料为铝锌合金，骨架材料为氧化镁，所述铝锌合金的平均粒径为20～80μm，所述氧化镁的平均粒径为20～60μm，所述复合材料中，所述铝锌合金和氧化镁的质量比为(2～16)：1；或

核心材料为铝硅合金，骨架材料为硅，所述铝硅合金的平均粒径为20～80μm，所述硅的平均粒径为10～40μm，所述复合材料中，所述铝硅合金和硅的质量比为(0.5～2)：1。

5.根据权利要求1-4任一项所述的蓄热热芯的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、将核心材料和骨架材料以不同的比例混合；

步骤2、将具有不同核心材料含量的原料进行铺料，得到外周为骨架材料，内部为核心材料，外周和内部的交界区为复合材料的结构；

步骤3、对步骤2形成的结构进行压制，制得所述蓄热热芯。

6.根据权利要求5所述的蓄热热芯的制备方法，其特征在于，所述步骤3中，压制压力为30MPa-80MPa，保压时间10-30秒。

7.根据权利要求5所述的蓄热热芯的制备方法，其特征在于，所述步骤2中，在成型模具中进行铺料；

所述成型模具包括成型组件和辅助铺料组件，所述成型组件包括腔体，所述辅助铺料组件为管状，所述辅助铺料组件可拆卸的设置在所述腔体内，所述辅助铺料组件外壁与所述腔体内壁形成第一空间，所述辅助铺料组件内部为第二空间；

所述步骤2包括：

步骤201、在所述腔体内铺设骨架材料；

步骤202、将所述辅助铺料组件放入所述腔体内；

步骤203、在所述第一空间内填入骨架材料；

步骤204、在所述第二空间内填入多层复合材料，每层的复合材料中核心材料含量呈梯度升高；

填入纯的核心材料；

继续填入多层复合材料，每层的复合材料中核心材料含量呈梯度降低；

步骤205、移除所述辅助铺料组件，在最顶层铺设一层骨架材料；

所述步骤201和/或所述步骤205中，铺设的骨架材料的厚度为1-3mm；

所述第一空间垂直于所述辅助铺料组件方向的厚度为1-3mm；

所述步骤204中，每层复合材料的厚度为2～8mm。

8.一种蓄热模组，其特征在于，包括权利要求1-4任一项所述的蓄热热芯或权利要求5-7任一项所述的制备方法制得的蓄热热芯。