專利名稱：太陽能熱發(fā)電儲熱材料Al-12.07%Si合金的制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種太陽能熱發(fā)電儲熱材料A1-12. 07% Si合金的制備方法，該鋁硅合金儲能新材料主要用于太陽能熱發(fā)電中儲存熱量，合理利用新能源。
背景技術：
我國具有豐富的太陽能資源，在太陽能熱發(fā)電領域里要趕上世界先進水平時不我待。現(xiàn)在國家已把建設太陽能熱發(fā)電站列入“十一五”規(guī)劃，但這在儲熱環(huán)節(jié)無論技術還是基礎研究都比較薄弱，為了得到更好的儲熱效果和提高整個系統(tǒng)的發(fā)電效率，采用一種工作溫度高，過冷度小，熱穩(wěn)定性好，儲熱密度大，性價比優(yōu)越的儲能材料是關鍵。鋁硅合金 (A1-12. 07% Si)相比于其他金屬合金，性價比更加優(yōu)越，熔點適中(851)、導熱系數(shù)高、相變潛熱大以及相對價廉，但經(jīng)過長時間(約1000次)的熔化-凝固循環(huán)后，偏析嚴重，晶粒粗大，儲熱性能明顯下降。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對現(xiàn)有技術中存在的上述不足和缺陷，提供一種太陽能熱發(fā)電儲熱材料 A1-12. 07% Si合金的制備方法。目的在于提高鋁硅合金儲能新材料的穩(wěn)定性，延長使用壽命，解決太陽能熱發(fā)電中儲存熱量偏析的嚴重問題，滿足夜間供熱和發(fā)電。針對上述目的，本發(fā)明耐制備方法主要設計為(1)化學成分質量分數(shù)為99. 9%工業(yè)純鋁、質量分數(shù)為99. 7%結晶硅、精煉劑 (NaC140% +NaF60% )質量分數(shù)為爐料的0. 4%、變質劑(磷鹽)質量分數(shù)為爐料的0. 8%, 晶粒細化劑(AlTilO)中間合金質量分數(shù)為爐料的1.2%。(2)制備工藝參數(shù)a、精煉，當鋁液溫度上升到710°C時，將精煉劑(使用前在150°C電阻爐烘烤 lOmin，加入溫度在680°C以上，加入為爐料的0. 2%-0.4%)用鐘罩壓入鋁液面以下30mm， 等鋁液翻滾完畢，看不到氣泡時拉起鐘罩，靜置5分鐘，撇渣。b、變質處理，升溫到850°C精煉后加入磷鹽變質劑進行變質處理，用鋁箔包好壓入熔體，待反應完后攪拌均勻，保溫10-15分鐘。c、晶粒細化，變質處理后降溫到740°C (Al-Ti)、730°C (Al-Ti-B)，加入晶粒細化劑(用前烘烤干燥，720°C以上加入(Al-Ti))，攪拌1-3分鐘，加AlTi靜置約20-30分鐘。d、澆鑄，等鋁液降溫到澆鑄溫度720°C進行澆鑄。本發(fā)明有益效果在480°C -620°C溫度下熔化-凝固循環(huán)過程中，加入變質劑和晶粒細化劑后的 A1-12. 07% Si新儲熱材料能夠較好的抑制偏析的提前產(chǎn)生，延長了其在太陽能發(fā)電過程中儲熱的使用壽命。
具體實施方式
a、清理坩堝，開爐升溫，加料，升溫熔化。b、合金熔化后，加入覆蓋劑覆蓋液面，抑制吸氫，防止氧化燒損。C、精煉，當鋁液溫度上升到710°C時，將精煉劑(使用前在150°C電阻爐烘烤 lOmin，加入溫度在680°C以上，加入為爐料的0. 2%-0.4%)用鐘罩壓入鋁液面以下30mm， 等鋁液翻滾完畢，看不到氣泡時拉起鐘罩，靜置分鐘，撇渣。d、變質處理，升溫到850°C精煉后加入磷鹽變質劑進行變質處理，用鋁箔包好壓入熔體，待反應完后攪拌均勻，保溫10-15分鐘。e、晶粒細化，變質處理后降溫到740°C (Al-Ti) ,730°C (Al-Ti-B)，加入晶粒細化劑(用前烘烤干燥，720°C以上加入(Al-Ti))，攪拌1-3分鐘，加AlTi靜置約20-30分鐘。f、澆鑄，等鋁液降溫到澆鑄溫度720°C進行澆鑄。
權利要求
1.一種太陽能熱發(fā)電儲熱材料A1-12. 07% Si合金的制備方法，成分主要由工業(yè)純鋁、 結晶硅、精煉劑、變質劑和晶粒細化劑組成，其特征是質量分數(shù)為99. 9%工業(yè)純鋁、質量分數(shù)為99. 7%結晶硅、粘煉劑(NaC140% +NaF60% )質量分數(shù)為爐料的0. 4%、變質劑(磷鹽)質量分數(shù)為爐料的0.8%、晶粒細化劑(AlTilO)中間合金質量分數(shù)為爐料的1.2%。
2.根據(jù)權利要求書1所述的一種太陽能熱發(fā)電儲熱材料A1-12.07% Si合金的制備方法，其特征是在太陽能熱發(fā)電中儲能鋁硅合金不斷熔化-凝固循環(huán)，對儲熱材料有嚴重的偏析，為減少偏析的程度，合金中加入AlTilO中間合金變質劑。
3.根據(jù)權利要求書1所述的一種太陽能熱發(fā)電儲熱材料A1-12.07% Si合金的制備方法，其特征是a、精煉，當鋁液溫度上升到710°C時，將精煉劑(使用前在150°C電阻爐烘烤lOmin，加入溫度在680°C以上，加入為爐料的0. 4% )用鐘罩壓入鋁液面以下30mm，等鋁液翻滾完畢， 看不到氣泡時拉起鐘罩，靜置5分鐘，撇渣。b、變質處理，升溫到850°C精煉后加入磷鹽變質劑進行變質處理，用鋁箔包好壓入熔體，待反應完后攪拌均勻，保溫15分鐘。c、晶粒細化，變質處理后降溫到740°C(Al-Ti)、730°C (Al-Ti-B)，加入晶粒細化劑(用前烘烤干燥，720°C以上加入(Al-Ti))，攪拌2分鐘，加AlTi靜置約20分鐘。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種太陽能熱發(fā)電儲熱材料Al-12.07％Si合金的制備方法，該鋁硅合金儲能新材料主要用于太陽能熱發(fā)電中儲存熱量，合理利用新能源。本Al-12.07％Si合金以AlTi10中間合金和磷鹽為復合變質劑，質量分數(shù)為99.9％工業(yè)純鋁、質量分數(shù)為99.7％結晶硅為基體，制備符合太陽能熱發(fā)電使用的儲熱新材料，通過金相分析和差熱分析結果表明經(jīng)過磷和AlTi10復合變質處理后的合金，原粗大塊狀、條狀的初晶硅明顯減小且棱角鈍化，較大針狀的共晶硅變?yōu)轭w粒狀；改善了傳統(tǒng)材料在480℃-620℃溫度下熔化-凝固循環(huán)約1000次出現(xiàn)的成分偏析，提高了新能源利用效率。
文檔編號C22C21/04GK102191392SQ20101012684
公開日2011年9月21日 申請日期2010年3月16日 優(yōu)先權日2010年3月16日
發(fā)明者冼焯斌, 張仁元, 李風, 毛凌波, 王丹, 王波群, 陳梟, 陳觀生 申請人:廣東工業(yè)大學