[发明专利]一种高抗热震性能的太阳能吸热陶瓷材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种高抗热震性能的太阳能吸热陶瓷材料，包括以下组分：氧化镁、氮化硅、硅酸钾、氮化硼、碳化钽、氧化铬、硅酸钠、硫酸亚铁和氧化铝。本发明加大了氧化镁、硅酸钠和氧化铝三种主要成分的含量，并将其粒径控制在10‑50μm之间，在高温下容易生成类似于莫来石的结构，显著提高了陶瓷材料的抗热震性能，同时将氮化硅的粒径控制在纳米级，分散均匀后，由于氮化硅为原子晶体，结构稳定，可以进一步提高陶瓷的抗热震性能。

技术领域

本发明涉及新能源技术领域，尤其涉及一种高抗热震性能的太阳能吸热陶瓷材料及其制备方法。

背景技术

新能源是传统能源之外的各种能源形式，包括太阳能、地热能、海洋能、风能和核聚变能等。太阳能是取之不尽用之不竭的可再生资源，开发和利用太阳能是实现能源供应多元化、保证能源安全的重要途径之一。近年来，在节能减排的政策引导和要求下，我国建筑中太阳能光热技术的应用显著增加，对于太阳能建筑一体化的要求也越来越高。

塔式太阳能热发电系统由于聚光比高（200-100KW/m²）、热力循环温度高、热损耗小、系统简单且效率高的特点得到世界各国的重视，是目前各国都在大力研究的先进的大规模太阳能热发电技术，作为塔式太阳能热发电核心的空气吸热器，其中的高温吸热体材料担负着接收太阳聚光能量，以及吸热换热的重要作用，影响着整个热发电系统的稳定性及效率的高低。

但是，由于塔式吸热器聚光能流密度不均匀性和不稳定性形成的吸热体局部热斑造成材料热应力破坏、空气流动稳定性差以及耐久性不高等问题，因而需迫切的开发具有抗高温氧化性好、抗热震性好、具有三维或者二维的连通结构、高比表面以及高热导率的新型吸热体材料。

发明内容

基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种高抗热震性能的太阳能吸热陶瓷材料及其制备方法。

一种高抗热震性能的太阳能吸热陶瓷材料，包括以下重量百分比的组分：

氧化镁 15-25%

氮化硅 3-5%

硅酸钾 1-4%

氮化硼 5-8%

碳化钽 2-5%

氧化铬 8-15%

硅酸钠 10-20%

硫酸亚铁 1-3%

氧化铝 余量。

优选的，所述的氧化镁、硅酸钠和氧化铝的粒径均为10-50μm。

优选的，所述的氮化硅的粒径均为50-200nm。

本方案相比于传统方案的有益之处在于：本发明加大了氧化镁、硅酸钠和氧化铝三种主要成分的含量，并将其粒径控制在10-50μm之间，在高温下容易生成类似于莫来石的结构，显著提高了陶瓷材料的抗热震性能，同时将氮化硅的粒径控制在纳米级，分散均匀后，由于氮化硅为原子晶体，结构稳定，可以进一步提高陶瓷的抗热震性能。

具体实施方式

实施例1：

一种高抗热震性能的太阳能吸热陶瓷材料，包括以下重量百分比的组分：

氧化镁 22%

氮化硅 4%

硅酸钾 3%

氮化硼 7%

碳化钽 4%

氧化铬 10%

硅酸钠 15%

硫酸亚铁 2%