专利名称：太阳能热发电储热材料Al-12.07%Si合金的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种太阳能热发电储热材料A1-12. 07% Si合金的制备方法，该铝硅合金储能新材料主要用于太阳能热发电中储存热量，合理利用新能源。
背景技术：
我国具有丰富的太阳能资源，在太阳能热发电领域里要赶上世界先进水平时不我待。现在国家已把建设太阳能热发电站列入“十一五”规划，但这在储热环节无论技术还是基础研究都比较薄弱，为了得到更好的储热效果和提高整个系统的发电效率，采用一种工作温度高，过冷度小，热稳定性好，储热密度大，性价比优越的储能材料是关键。铝硅合金 (A1-12. 07% Si)相比于其他金属合金，性价比更加优越，熔点适中(851)、导热系数高、相变潜热大以及相对价廉，但经过长时间(约1000次)的熔化-凝固循环后，偏析严重，晶粒粗大，储热性能明显下降。
发明内容
本发明针对现有技术中存在的上述不足和缺陷，提供一种太阳能热发电储热材料 A1-12. 07% Si合金的制备方法。目的在于提高铝硅合金储能新材料的稳定性，延长使用寿命，解决太阳能热发电中储存热量偏析的严重问题，满足夜间供热和发电。针对上述目的，本发明耐制备方法主要设计为(1)化学成分质量分数为99. 9%工业纯铝、质量分数为99. 7%结晶硅、精炼剂 (NaC140% +NaF60% )质量分数为炉料的0. 4%、变质剂(磷盐)质量分数为炉料的0. 8%, 晶粒细化剂(AlTilO)中间合金质量分数为炉料的1.2%。(2)制备工艺参数a、精炼，当铝液温度上升到710°C时，将精炼剂(使用前在150°C电阻炉烘烤 lOmin，加入温度在680°C以上，加入为炉料的0. 2%-0.4%)用钟罩压入铝液面以下30mm， 等铝液翻滚完毕，看不到气泡时拉起钟罩，静置5分钟，撇渣。b、变质处理，升温到850°C精炼后加入磷盐变质剂进行变质处理，用铝箔包好压入熔体，待反应完后搅拌均勻，保温10-15分钟。c、晶粒细化，变质处理后降温到740°C (Al-Ti)、730°C (Al-Ti-B)，加入晶粒细化剂(用前烘烤干燥，720°C以上加入(Al-Ti))，搅拌1-3分钟，加AlTi静置约20-30分钟。d、浇铸，等铝液降温到浇铸温度720°C进行浇铸。本发明有益效果在480°C -620°C温度下熔化-凝固循环过程中，加入变质剂和晶粒细化剂后的 A1-12. 07% Si新储热材料能够较好的抑制偏析的提前产生，延长了其在太阳能发电过程中储热的使用寿命。
具体实施方式
a、清理坩埚，开炉升温，加料，升温熔化。b、合金熔化后，加入覆盖剂覆盖液面，抑制吸氢，防止氧化烧损。C、精炼，当铝液温度上升到710°C时，将精炼剂(使用前在150°C电阻炉烘烤 lOmin，加入温度在680°C以上，加入为炉料的0. 2%-0.4%)用钟罩压入铝液面以下30mm， 等铝液翻滚完毕，看不到气泡时拉起钟罩，静置分钟，撇渣。d、变质处理，升温到850°C精炼后加入磷盐变质剂进行变质处理，用铝箔包好压入熔体，待反应完后搅拌均勻，保温10-15分钟。e、晶粒细化，变质处理后降温到740°C (Al-Ti) ,730°C (Al-Ti-B)，加入晶粒细化剂(用前烘烤干燥，720°C以上加入(Al-Ti))，搅拌1-3分钟，加AlTi静置约20-30分钟。f、浇铸，等铝液降温到浇铸温度720°C进行浇铸。
权利要求
1.一种太阳能热发电储热材料A1-12. 07% Si合金的制备方法，成分主要由工业纯铝、 结晶硅、精炼剂、变质剂和晶粒细化剂组成，其特征是质量分数为99. 9%工业纯铝、质量分数为99. 7%结晶硅、粘炼剂(NaC140% +NaF60% )质量分数为炉料的0. 4%、变质剂(磷盐)质量分数为炉料的0.8%、晶粒细化剂(AlTilO)中间合金质量分数为炉料的1.2%。
2.根据权利要求书1所述的一种太阳能热发电储热材料A1-12.07% Si合金的制备方法，其特征是在太阳能热发电中储能铝硅合金不断熔化-凝固循环，对储热材料有严重的偏析，为减少偏析的程度，合金中加入AlTilO中间合金变质剂。
3.根据权利要求书1所述的一种太阳能热发电储热材料A1-12.07% Si合金的制备方法，其特征是a、精炼，当铝液温度上升到710°C时，将精炼剂(使用前在150°C电阻炉烘烤lOmin，加入温度在680°C以上，加入为炉料的0. 4% )用钟罩压入铝液面以下30mm，等铝液翻滚完毕， 看不到气泡时拉起钟罩，静置5分钟，撇渣。b、变质处理，升温到850°C精炼后加入磷盐变质剂进行变质处理，用铝箔包好压入熔体，待反应完后搅拌均勻，保温15分钟。c、晶粒细化，变质处理后降温到740°C(Al-Ti)、730°C (Al-Ti-B)，加入晶粒细化剂(用前烘烤干燥，720°C以上加入(Al-Ti))，搅拌2分钟，加AlTi静置约20分钟。
全文摘要
本发明涉及一种太阳能热发电储热材料Al-12.07％Si合金的制备方法，该铝硅合金储能新材料主要用于太阳能热发电中储存热量，合理利用新能源。本Al-12.07％Si合金以AlTi10中间合金和磷盐为复合变质剂，质量分数为99.9％工业纯铝、质量分数为99.7％结晶硅为基体，制备符合太阳能热发电使用的储热新材料，通过金相分析和差热分析结果表明经过磷和AlTi10复合变质处理后的合金，原粗大块状、条状的初晶硅明显减小且棱角钝化，较大针状的共晶硅变为颗粒状；改善了传统材料在480℃-620℃温度下熔化-凝固循环约1000次出现的成分偏析，提高了新能源利用效率。
文档编号C22C21/04GK102191392SQ20101012684
公开日2011年9月21日 申请日期2010年3月16日 优先权日2010年3月16日
发明者冼焯斌, 张仁元, 李风, 毛凌波, 王丹, 王波群, 陈枭, 陈观生 申请人:广东工业大学