本發(fā)明涉及新能源技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種高抗高溫氧化性能的太陽能吸熱陶瓷材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
新能源是傳統(tǒng)能源之外的各種能源形式，包括太陽能、地?zé)崮堋⒑Ｑ竽?、風(fēng)能和核聚變能等。太陽能是取之不盡用之不竭的可再生資源，開發(fā)和利用太陽能是實現(xiàn)能源供應(yīng)多元化、保證能源安全的重要途徑之一。近年來，在節(jié)能減排的政策引導(dǎo)和要求下，我國建筑中太陽能光熱技術(shù)的應(yīng)用顯著增加，對于太陽能建筑一體化的要求也越來越高。
塔式太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)由于聚光比高(200-100kw/m2)、熱力循環(huán)溫度高、熱損耗小、系統(tǒng)簡單且效率高的特點得到世界各國的重視，是目前各國都在大力研究的先進(jìn)的大規(guī)模太陽能熱發(fā)電技術(shù)，作為塔式太陽能熱發(fā)電核心的空氣吸熱器，其中的高溫吸熱體材料擔(dān)負(fù)著接收太陽聚光能量，以及吸熱換熱的重要作用，影響著整個熱發(fā)電系統(tǒng)的穩(wěn)定性及效率的高低。
但是，由于塔式吸熱器聚光能流密度不均勻性和不穩(wěn)定性形成的吸熱體局部熱斑造成材料熱應(yīng)力破壞、空氣流動穩(wěn)定性差以及耐久性不高等問題，因而需迫切的開發(fā)具有抗高溫氧化性好、抗熱震性好、具有三維或者二維的連通結(jié)構(gòu)、高比表面以及高熱導(dǎo)率的新型吸熱體材料。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
基于背景技術(shù)存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提出了一種高抗高溫氧化性能的太陽能吸熱陶瓷材料及其制備方法。
一種高抗高溫氧化性能的太陽能吸熱陶瓷材料，包括以下重量百分比的組分：
氧化鎂15-25％
氮化硅3-5％
石墨烯0.01-0.03％
氮化硼5-8％
碳化鉭2-5％
氧化鉻8-15％
硅酸鈉10-20％
硫酸亞鐵1-3％
氧化鋁余量。
優(yōu)選的，所述的氧化鎂、硅酸鈉和氧化鋁的粒徑均為10-50μm。
優(yōu)選的，所述的氮化硅的粒徑均為50-200nm。
本方案相比于傳統(tǒng)方案的有益之處在于：本發(fā)明加大了氧化鎂、硅酸鈉和氧化鋁三種主要成分的含量，并將其粒徑控制在10-50μm之間，在高溫下容易生成類似于莫來石的結(jié)構(gòu)，顯著提高了陶瓷材料的抗熱震性能，同時將氮化硅的粒徑控制在納米級，分散均勻后，由于氮化硅為原子晶體，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，可以進(jìn)一步提高陶瓷的抗熱震性能，加入石墨烯不但可以提高材料熱導(dǎo)率，而且對提高材料的抗高溫氧化性能有顯著的效果。
具體實施方式
實施例1：
一種高抗高溫氧化性能的太陽能吸熱陶瓷材料，包括以下重量百分比的組分：
氧化鎂22％
氮化硅4％
石墨烯0.02％
氮化硼7％
碳化鉭4％
氧化鉻10％
硅酸鈉15％
硫酸亞鐵2％
氧化鋁余量。
優(yōu)選的，所述的氧化鎂、硅酸鈉和氧化鋁的粒徑均為10-50μm。
優(yōu)選的，所述的氮化硅的粒徑均為50-200nm。
實施例2：
一種高抗高溫氧化性能的太陽能吸熱陶瓷材料，包括以下重量百分比的組分：
氧化鎂25％
氮化硅3％
石墨烯0.01％
氮化硼5％
碳化鉭5％
氧化鉻8％
硅酸鈉20％
硫酸亞鐵1％
氧化鋁余量。
優(yōu)選的，所述的氧化鎂、硅酸鈉和氧化鋁的粒徑均為10-50μm。
優(yōu)選的，所述的氮化硅的粒徑均為50-200nm。
實施例3：
一種高抗高溫氧化性能的太陽能吸熱陶瓷材料，包括以下重量百分比的組分：
氧化鎂15％
氮化硅5％
石墨烯0.03％
氮化硼8％
碳化鉭2％
氧化鉻15％
硅酸鈉10％
硫酸亞鐵3％
氧化鋁余量。
優(yōu)選的，所述的氧化鎂、硅酸鈉和氧化鋁的粒徑均為10-50μm。
優(yōu)選的，所述的氮化硅的粒徑均為50-200nm。
對實施例1-3所得陶瓷材料的氣孔率、抗壓強(qiáng)度和30次熱震后抗壓強(qiáng)度，結(jié)果見表1。
由表1可知，本發(fā)明的高抗高溫氧化性能的太陽能吸熱陶瓷材料氣孔均勻，120℃，1000h和30次熱震后抗壓強(qiáng)度無明顯降低，抗熱震性能好。
以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案及其發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。