專利名稱：MgO陶瓷基復合相變蓄熱材料及其自固化成型制備工藝的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種陶瓷基復合相變蓄熱材料及其制備方法，尤其是一種新型MgO陶 瓷基復合相變蓄熱材料及其自固化成型制備方法，主要應用于工業余熱利用領域。
背景技術：
蓄熱式高溫燃燒技術是一種全新概念的燃燒技術，其核心技術特征是在工業窯 爐燃燒系統中安裝蓄熱材料，將煙氣的余熱回收，用來預熱助燃空氣，可獲15-25%節能率， 是節能降耗的有效措施。高溫蓄熱體材料是蓄熱式高溫燃燒技術的關鍵部件。常用的高溫 蓄熱材料可分為顯熱式和潛熱式。顯熱式高溫蓄熱材料具有性能穩定、價格便宜等優點，但 其蓄熱密度低，蓄熱裝置體積龐大；潛熱式高溫蓄熱材料具有蓄熱密度高，蓄熱裝置結構緊 湊，放熱溫度恒定等特點，但存在著高溫腐蝕、價格較高等問題。陶瓷基復合相變蓄熱材料 的概念是20世紀80年代末提出的，這種蓄熱材料集顯熱式和潛熱式蓄熱材料的優點于一 身，具有蓄熱密度高、放熱穩定、換熱效率高、機械性能好等優點，己經成為高溫儲熱材料的 研究方向之一。目前陶瓷基復合相變蓄熱材料的制備方法主要有兩種混合燒結法和熔融浸滲 法。表1為兩種工藝方法的工藝過程及優缺點。表1兩種制備工藝的比較
工藝方 法工藝過程優點缺點混合燒 結法備料、粉碎、混合、 成型、干燥、燒結工藝簡單、能按比例配備 無機鹽與陶瓷粉料熔融鹽流失和蒸 發嚴重；機械強度 低熔融浸 滲法備料、 多孔陶瓷的制備 熔融無機鹽浸滲能避免無機鹽燒結的流失 制品尺寸精度好 機械性能好工藝復雜； 無機鹽含量低 從上表可以看出，現有的制備工藝均不能良好的滿足陶瓷基復合相變蓄熱材料的 工藝要求。因此，本項目提供了一種新型的制備工藝——自固化成型工藝。
發明內容
本發明為了解決目前在制備陶瓷基復合相變蓄熱材料的方法中主要采用混合燒 結法和熔融浸滲法，不同程度的存在熔融鹽流失和蒸發嚴重；機械強度低均，工藝復雜，無 機鹽含量低等不足，不能良好的滿足陶瓷基復合相變蓄熱材料的工藝要求的技術問題，提 供了一種MgO陶瓷基復合相變蓄熱材料及其自固化成型制備工藝，采用的技術方案是:MgO陶瓷基復合相變蓄熱材料，其原料是按下列重量百分比配制而成氧化鎂30-60%，碳酸鈉 15-40%，硼酸鎂晶須1-10%，磷酸二氫銨5-20%，去離子水15-25%。其制備工藝如下氧化鎂過200目標準篩，取篩下部分做基體材料；碳酸鈉過325 目標準篩，取篩下部分做相變材料；硼酸鎂晶須過400目標準篩取篩下部分；然后原料按重 量百分比混合氧化鎂30-60%，碳酸鈉15-40%，硼酸鎂晶須1_10%，磷酸二氫銨5-20%， 去離子水15-25%。混合后，充分攪拌均勻，并使漿料中氣泡排出。然后在漿料固化之前將 其通過澆注的方式注入蠟質模具或樹脂模具中。漿料在常溫空氣中自固化成型，然后脫模， 制成MgO陶瓷基復合相變蓄熱材料坯體。坯體經200-700°C焙燒，制得MgO陶瓷基復合相變 蓄熱材料。本發明的特點及有益效果本發明提供的MgO陶瓷基復合相變蓄熱材料采用自固化成型的制備工藝，良好的 解決了現有工藝制備的陶瓷基復合相變蓄熱材料無機鹽含量低、燒成過程熔融鹽流失和蒸 發嚴重、復合材料的致密度和機械強度差、制備工藝復雜等一系列問題。為工業窯爐的節能 降耗，減少有害氣體的排放提供一種耐高溫、耐腐蝕、蓄熱密度高、制備工藝合理可靠、成本 低的新型MgO陶瓷基復合相變蓄熱材料。
具體實施例方式MgO陶瓷基復合相變蓄熱材料及其自固化成型制備工藝，其中MgO陶瓷基復合相變蓄熱材料，其原料是按下列重量百分比配制而成氧化鎂 30-60%，碳酸鈉15-40%，硼酸鎂晶須1_10%，磷酸二氫銨5_20%，去離子水15-25%。MgO陶瓷基復合相變蓄熱材料的自固化成型制備工藝步驟如下氧化鎂過200目 標準篩，取篩下部分做基體材料；碳酸鈉過325目標準篩，取篩下部分做相變材料；硼酸鎂 晶須過400目標準篩取篩下部分；然后原料按重量百分比混合氧化鎂30-60%，碳酸鈉 15-40%，硼酸鎂晶須1-10%，磷酸二氫銨5-20%，去離子水15-25% ；混合后充分攪拌均 勻，并使漿料中氣泡排出；然后在漿料固化之前將其通過澆注的方式注入蠟質模具或樹脂 模具中；漿料在常溫空氣中自固化成型；脫模后制成MgO陶瓷基復合相變蓄熱材料坯體；坯 體經200-70(TC焙燒，制得MgO陶瓷基復合相變蓄熱材料。實施例一氧化鎂過200目標準篩，取篩下部分做基體材料；碳酸鈉過325目標準篩，取篩下 部分做相變材料；硼酸鎂晶須過400目標準篩取篩下部分；然后原料按重量百分比混合氧 化鎂30 %，碳酸鈉30 %，硼酸鎂晶須10 %，磷酸二氫銨10 %，去離子水20 %。混合后，充分 攪拌均勻，并使漿料中氣泡排出。然后在漿料固化之前將其通過澆注的方式注入蠟質模具 或樹脂模具中。漿料在常溫空氣中自固化成型，脫模后制成MgO陶瓷基復合相變蓄熱材料 坯體。坯體經200-70(TC焙燒，制得MgO陶瓷基復合相變蓄熱材料。實施例二氧化鎂過200目標準篩，取篩下部分做基體材料；碳酸鈉過325目標準篩，取篩下 部分做相變材料；硼酸鎂晶須過400目標準篩取篩下部分；然后原料按重量百分比混合氧 化鎂60%，碳酸鈉15%，硼酸鎂晶須5%，磷酸二氫銨5%，去離子水15%。其他同實施例
實施例三氧化鎂過200目標準篩，取篩下部分做基體材料；碳酸鈉過325目標準篩，取篩下 部分做相變材料；硼酸鎂晶須過400目標準篩取篩下部分；然后原料按重量百分比混合氧 化鎂50 %，碳酸鈉20 %，硼酸鎂晶須4%，磷酸二氫銨8 %，去離子水18 %。其他同實施例
ο實施例四氧化鎂過200目標準篩，取篩下部分做基體材料；碳酸鈉過325目標準篩，取篩下 部分做相變材料；硼酸鎂晶須過400目標準篩取篩下部分；然后原料按重量百分比混合氧 化鎂30%，碳酸鈉40%，硼酸鎂晶須6%，磷酸二氫銨8%，去離子水16%。其他同實施例
ο實施例五氧化鎂過200目標準篩，取篩下部分做基體材料；碳酸鈉過325目標準篩，取篩下 部分做相變材料；硼酸鎂晶須過400目標準篩取篩下部分；然后原料按重量百分比混合氧 化鎂35%，碳酸鈉19%，硼酸鎂晶須1 %，磷酸二氫銨20%，去離子水25%。其他同實施例
權利要求
1.MgO陶瓷基復合相變蓄熱材料，其原料是按下列重量百分比配制而成氧化鎂 30-60%，碳酸鈉15-40%，硼酸鎂晶須1-10%，磷酸二氫銨5-20%，去離子水15-25%。
2.根據權利要求1所述的MgO陶瓷基復合相變蓄熱材料，其特征在于所述原料是按 下列重量百分比配制而成氧化鎂30%，碳酸鈉30%，硼酸鎂晶須10%，磷酸二氫銨10%， 去離子水20%。
3.根據權利要求1所述的MgO陶瓷基復合相變蓄熱材料，其特征在于所述原料是按 下列重量百分比配制而成氧化鎂60%，碳酸鈉15 %，硼酸鎂晶須5%，磷酸二氫銨5%，去 離子水15%。
4.根據權利要求1所述的MgO陶瓷基復合相變蓄熱材料，其特征在于所述原料是按 下列重量百分比配制而成氧化鎂50%，碳酸鈉20 %，硼酸鎂晶須4%，磷酸二氫銨8%，去 離子水18%。
5.根據權利要求1所述的MgO陶瓷基復合相變蓄熱材料，其特征在于所述原料是按 下列重量百分比配制而成氧化鎂30 %，碳酸鈉40 %，硼酸鎂晶須6 %，磷酸二氫銨8 %，去 離子水16%。
6.根據權利要求1所述的MgO陶瓷基復合相變蓄熱材料，其特征在于所述原料是按 下列重量百分比配制而成氧化鎂35 %，碳酸鈉19 %，硼酸鎂晶須1 %，磷酸二氫銨20 %，去 離子水25%。
7.MgO陶瓷基復合相變蓄熱材料的自固化成型制備工藝，其工藝步驟如下氧化鎂過 200目標準篩，取篩下部分做基體材料；碳酸鈉過325目標準篩，取篩下部分做相變材料；硼 酸鎂晶須過400目標準篩取篩下部分；然后原料按重量百分比混合氧化鎂30-60%，碳酸 鈉15-40%，硼酸鎂晶須1_10%，磷酸二氫銨5-20%，去離子水15-25% ；混合后充分攪拌均 勻，并使漿料中氣泡排出；然后在漿料固化之前將其通過澆注的方式注入蠟質模具或樹脂 模具中；漿料在常溫空氣中自固化成型；脫模后制成MgO陶瓷基復合相變蓄熱材料坯體；坯 體經200-70(TC焙燒，制得MgO陶瓷基復合相變蓄熱材料。
全文摘要
MgO陶瓷基復合相變蓄熱材料及其自固化成型制備工藝，為解決現有制備工藝導致該蓄熱材料無機鹽含量低、燒成過程熔融鹽流失和蒸發嚴重、復合材料致密度和機械強度差、工藝復雜等問題而設計的。制備方法為氧化鎂過200目篩，取篩下部分；碳酸鈉過325準篩，取篩下部分；硼酸鎂晶須過400目篩取篩下部分；然后原料按重量百分比混合氧化鎂30-60％，碳酸鈉15-40％，硼酸鎂晶須1-10％，磷酸二氫銨5-20％，去離子水15-25％。混合后充分攪拌均勻，并使漿料中氣泡排出。然后在漿料固化之前將其通過澆注的方式注入蠟質模具或樹脂模具中。漿料在常溫空氣中自固化成型，脫模后制成MgO陶瓷基復合相變蓄熱材料坯體。坯體經200-700℃焙燒，制得具有高溫、耐腐蝕、蓄熱密度高、制備工藝合理可靠的MgO陶瓷基復合相變蓄熱材料。
文檔編號C04B35/04GK102093036SQ20091022058
公開日2011年6月15日 申請日期2009年12月9日 優先權日2009年12月9日
發明者張立健, 李建華, 程濤, 許壯志, 韓威, 韓紹娟 申請人:沈陽臨德陶瓷研發有限公司