本發明涉及新能源技(ji)術領域，尤其涉及一種應用(yong)于(yu)塔式太(tai)陽能熱發電(dian)系統(tong)的太(tai)陽能陶(tao)瓷(ci)材(cai)料。
背景技術：
新能(neng)(neng)(neng)(neng)源是傳統能(neng)(neng)(neng)(neng)源之(zhi)外的各(ge)種能(neng)(neng)(neng)(neng)源形式，包括太陽(yang)(yang)能(neng)(neng)(neng)(neng)、地熱能(neng)(neng)(neng)(neng)、海洋能(neng)(neng)(neng)(neng)、風能(neng)(neng)(neng)(neng)和核聚變(bian)能(neng)(neng)(neng)(neng)等。太陽(yang)(yang)能(neng)(neng)(neng)(neng)是取之(zhi)不盡用之(zhi)不竭(jie)的可再生(sheng)資(zi)源，開發和利用太陽(yang)(yang)能(neng)(neng)(neng)(neng)是實現能(neng)(neng)(neng)(neng)源供應多元化(hua)、保證(zheng)能(neng)(neng)(neng)(neng)源安全的重(zhong)要途徑之(zhi)一。近年來，在節(jie)能(neng)(neng)(neng)(neng)減排的政策(ce)引(yin)導和要求(qiu)下，我國建筑(zhu)中太陽(yang)(yang)能(neng)(neng)(neng)(neng)光(guang)熱技術的應用顯著(zhu)增(zeng)加(jia)，對于太陽(yang)(yang)能(neng)(neng)(neng)(neng)建筑(zhu)一體化(hua)的要求(qiu)也(ye)越(yue)來越(yue)高。
太(tai)陽(yang)能(neng)塔(ta)式(shi)發(fa)電是(shi)應用(yong)的(de)(de)塔(ta)式(shi)系統。塔(ta)式(shi)系統又稱集(ji)中式(shi)系統。它是(shi)在(zai)很大(da)面積的(de)(de)場(chang)地上(shang)裝有(you)許多臺大(da)型太(tai)陽(yang)能(neng)反射鏡，通常稱為(wei)定日鏡，每臺都各自(zi)配(pei)有(you)跟(gen)蹤機(ji)構準確的(de)(de)將(jiang)太(tai)陽(yang)光(guang)(guang)反射集(ji)中到一個高塔(ta)頂(ding)部(bu)的(de)(de)接受器(qi)上(shang)。接受器(qi)上(shang)的(de)(de)聚光(guang)(guang)倍(bei)率可(ke)超(chao)過1000倍(bei)。在(zai)這里把吸(xi)收的(de)(de)太(tai)陽(yang)光(guang)(guang)能(neng)轉化成熱(re)能(neng)，再(zai)將(jiang)熱(re)能(neng)傳給工(gong)質，經(jing)過蓄熱(re)環節，再(zai)輸(shu)入熱(re)動(dong)力(li)機(ji)，膨脹做(zuo)工(gong)，帶(dai)動(dong)發(fa)電機(ji)，最(zui)后以電能(neng)的(de)(de)形(xing)式(shi)輸(shu)出。主要由(you)聚光(guang)(guang)子系統、集(ji)熱(re)子系統、蓄熱(re)子系統、發(fa)電子系統等部(bu)分(fen)組(zu)成。
塔式太陽能熱發電系統由于聚光比高(200-100kw/m2)、熱(re)力循環溫度高、熱(re)損耗小、系統(tong)簡單且效率高的(de)(de)特(te)點得(de)到世界各國(guo)的(de)(de)重視(shi)，是目前各國(guo)都在(zai)大力研究(jiu)的(de)(de)先(xian)進的(de)(de)大規(gui)模(mo)太(tai)陽能熱(re)發(fa)電技術，作為塔式太(tai)陽能熱(re)發(fa)電核心的(de)(de)空氣吸(xi)熱(re)器，其中(zhong)的(de)(de)高溫吸(xi)熱(re)體材料擔負著(zhu)接收太(tai)陽聚光能量(liang)，以及吸(xi)熱(re)換(huan)熱(re)的(de)(de)重要作用，影(ying)響著(zhu)整個熱(re)發(fa)電系統(tong)的(de)(de)穩定性(xing)及效率的(de)(de)高低。
但是(shi)，由于塔(ta)式(shi)吸熱(re)器(qi)聚光(guang)能流密度不均勻性(xing)和(he)不穩定(ding)性(xing)形成的(de)(de)吸熱(re)體局部熱(re)斑造成材(cai)料熱(re)應力破壞、空氣流動穩定(ding)性(xing)差以(yi)及(ji)耐(nai)久性(xing)不高(gao)等問題，因(yin)而需(xu)迫切(qie)的(de)(de)開發具(ju)有抗(kang)高(gao)溫(wen)氧(yang)化性(xing)好、抗(kang)熱(re)震性(xing)好、具(ju)有三維或者二維的(de)(de)連(lian)通(tong)結構、高(gao)比(bi)表面以(yi)及(ji)高(gao)熱(re)導率的(de)(de)新型吸熱(re)體材(cai)料。
技術實現要素：
基于(yu)背景技術存在的(de)(de)技術問題，本發明提出了一(yi)種應用(yong)于(yu)塔式(shi)太(tai)陽能熱發電系統的(de)(de)太(tai)陽能陶瓷材(cai)料。
一種應用于塔式太陽能熱(re)發電(dian)系統(tong)的(de)太陽能陶瓷(ci)材料(liao)，包括以下重量份的(de)組分(fen)：氮(dan)化硅(gui)5-10份，二氧(yang)化硅(gui)80-100份，硅(gui)化鈦5-10，氧(yang)化鋰3-5份，氧(yang)化鈮1-3份，氧(yang)化鋁(lv)15-25份，氧(yang)化鈉3-8份，氧(yang)化硼(peng)3-5份，氮(dan)化硼(peng)2-4份。
優(you)選的(de)，包括以下重量份(fen)(fen)(fen)(fen)的(de)組分：氮化(hua)(hua)硅(gui)8份(fen)(fen)(fen)(fen)，二氧(yang)化(hua)(hua)硅(gui)90份(fen)(fen)(fen)(fen)，硅(gui)化(hua)(hua)鈦6份(fen)(fen)(fen)(fen)，氧(yang)化(hua)(hua)鋰(li)4份(fen)(fen)(fen)(fen)，氧(yang)化(hua)(hua)鈮(ni)2.5份(fen)(fen)(fen)(fen)，氧(yang)化(hua)(hua)鋁18份(fen)(fen)(fen)(fen)，氧(yang)化(hua)(hua)鈉5份(fen)(fen)(fen)(fen)，氧(yang)化(hua)(hua)硼4份(fen)(fen)(fen)(fen)，氮化(hua)(hua)硼3.5份(fen)(fen)(fen)(fen)。
優(you)選的，各組(zu)分均為平(ping)均粒徑80-200nm的粉末。
上(shang)述一種應用(yong)于塔(ta)式太(tai)陽能熱發電系統(tong)的(de)(de)太(tai)陽能陶瓷材(cai)料的(de)(de)制(zhi)備方(fang)法，包(bao)括(kuo)以下步(bu)驟：
a、先將硅化(hua)(hua)鈦、氧化(hua)(hua)鋰、氧化(hua)(hua)鈮、氧化(hua)(hua)鋁、氧化(hua)(hua)鈉、氧化(hua)(hua)硼(peng)(peng)以及氮化(hua)(hua)硼(peng)(peng)混(hun)合(he)均勻后，高溫熱固成型(xing)，并(bing)再次研(yan)磨成納米級粉末得(de)到(dao)混(hun)合(he)添加劑，
b、然(ran)后(hou)加(jia)入到氮化硅(gui)和二氧(yang)化硅(gui)混(hun)合(he)粉(fen)末中，混(hun)合(he)均勻并二次燒(shao)結，得到陶瓷材料。
優(you)選的，所(suo)述(shu)的步驟a中，高(gao)溫(wen)熱固成型的溫(wen)度為(wei)1200-1400℃，燒結的時間(jian)為(wei)50-80min：
優選的，所述的步(bu)驟a中，混合添加劑的粒徑為20-80nm。
優(you)選的，所述的步驟b中(zhong)，二次燒(shao)結的條(tiao)件為：真空度60-100pa；溫(wen)度850-950℃，二次燒(shao)結的時間為100-150min。
本(ben)方案相(xiang)(xiang)比于(yu)傳統方案的(de)(de)有(you)(you)益之處在(zai)于(yu)：本(ben)發(fa)(fa)(fa)明(ming)制備(bei)的(de)(de)應用于(yu)塔式(shi)太(tai)陽能熱(re)發(fa)(fa)(fa)電(dian)系統的(de)(de)太(tai)陽能陶瓷材料，主要成分(fen)包括：氮化(hua)(hua)(hua)(hua)硅(gui)(gui)、二氧化(hua)(hua)(hua)(hua)硅(gui)(gui)、硅(gui)(gui)化(hua)(hua)(hua)(hua)鈦、氧化(hua)(hua)(hua)(hua)鋰(li)、氧化(hua)(hua)(hua)(hua)鈮、氧化(hua)(hua)(hua)(hua)鋁、氧化(hua)(hua)(hua)(hua)鈉、氧化(hua)(hua)(hua)(hua)硼以及氮化(hua)(hua)(hua)(hua)硼。本(ben)發(fa)(fa)(fa)明(ming)的(de)(de)應用于(yu)塔式(shi)太(tai)陽能熱(re)發(fa)(fa)(fa)電(dian)系統的(de)(de)太(tai)陽能陶瓷材料氣孔均(jun)勻，有(you)(you)利于(yu)泡(pao)沫陶瓷強(qiang)(qiang)度提高(gao)；燒成后泡(pao)沫陶瓷主晶相(xiang)(xiang)為氮化(hua)(hua)(hua)(hua)硅(gui)(gui)和二氧化(hua)(hua)(hua)(hua)硅(gui)(gui)，抗壓強(qiang)(qiang)度為好，抗熱(re)震能力(li)強(qiang)(qiang)，高(gao)比表面和高(gao)熱(re)導率等特點，有(you)(you)效解決了當前太(tai)陽能吸(xi)熱(re)體(ti)材料抗熱(re)震性能差的(de)(de)問題。
具體實施方式
實施例1：
一種應用于(yu)塔式太陽能(neng)熱(re)發電系統的太陽能(neng)陶(tao)瓷材料，包(bao)括以(yi)下重量份的組分：氮(dan)化(hua)(hua)(hua)(hua)硅8份，二氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)硅90份，硅化(hua)(hua)(hua)(hua)鈦(tai)6份，氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鋰4份，氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鈮2.5份，氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鋁18份，氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鈉5份，氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)硼4份，氮(dan)化(hua)(hua)(hua)(hua)硼3.5份。
各組分均(jun)為平(ping)均(jun)粒徑80-200nm的粉(fen)末。
上述(shu)一種應用于塔式太陽(yang)能熱發電系(xi)統的太陽(yang)能陶(tao)瓷材(cai)料的制備方法，包括以下步驟：
a、先將硅化(hua)鈦、氧(yang)化(hua)鋰、氧(yang)化(hua)鈮、氧(yang)化(hua)鋁、氧(yang)化(hua)鈉、氧(yang)化(hua)硼(peng)以及氮化(hua)硼(peng)混合均勻后，高溫熱固成(cheng)型，并(bing)再次研磨成(cheng)納米級(ji)粉末得(de)到混合添加劑，
b、然后加入到氮化硅和(he)二(er)氧化硅混(hun)合(he)粉末中，混(hun)合(he)均勻并二(er)次燒(shao)結(jie)，得到陶瓷(ci)材(cai)料。
所述的(de)步驟(zou)a中，高溫熱固成(cheng)型的(de)溫度(du)為(wei)1280℃，燒結的(de)時間為(wei)50-80min：
所述的(de)步驟a中，混(hun)合添(tian)加劑(ji)的(de)粒徑為20-80nm。
所述的步驟(zou)b中，二(er)次燒結的條件為：真(zhen)空(kong)度80pa；溫(wen)度920℃，二(er)次燒結的時間為120min。
實施例2：
一種應(ying)用(yong)于塔(ta)式太(tai)陽(yang)能熱發(fa)電系統的太(tai)陽(yang)能陶(tao)瓷材料，包括(kuo)以下重量份(fen)的組分：氮(dan)化(hua)(hua)硅(gui)10份(fen)，二(er)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)硅(gui)80份(fen)，硅(gui)化(hua)(hua)鈦10，氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鋰3份(fen)，氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鈮3份(fen)，氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鋁15份(fen)，氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鈉(na)8份(fen)，氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)硼(peng)3份(fen)，氮(dan)化(hua)(hua)硼(peng)4份(fen)。
各組(zu)分均為平均粒(li)徑(jing)80-200nm的粉末(mo)。
上述一種(zhong)應用于塔(ta)式太陽(yang)能熱發電系統的太陽(yang)能陶瓷材(cai)料的制備方法，包括以下步驟(zou)：
a、先將硅化鈦、氧(yang)化鋰、氧(yang)化鈮(ni)、氧(yang)化鋁(lv)、氧(yang)化鈉、氧(yang)化硼(peng)以及氮化硼(peng)混合均勻后，高(gao)溫熱固成型，并再次研磨成納米級粉末得到混合添(tian)加劑，
b、然后加(jia)入到氮(dan)化(hua)硅(gui)和二氧化(hua)硅(gui)混合粉(fen)末(mo)中，混合均(jun)勻(yun)并二次(ci)燒結，得到陶(tao)瓷材(cai)料。
所(suo)述(shu)的步驟a中，高溫熱固成型(xing)的溫度為(wei)1200℃，燒結(jie)的時間為(wei)80min：
所述(shu)的步(bu)驟a中(zhong)，混(hun)合添加(jia)劑的粒(li)徑為20-80nm。
所述(shu)的步(bu)驟b中，二次(ci)燒結的條件為：真(zhen)空度(du)(du)60pa；溫度(du)(du)950℃，二次(ci)燒結的時間為100min。
實施例3：
一種應(ying)用于塔(ta)式太陽能熱(re)發電系統的太陽能陶瓷材料，包括以下重量份(fen)的組(zu)分：氮(dan)化(hua)硅(gui)5份(fen)，二氧(yang)(yang)化(hua)硅(gui)100份(fen)，硅(gui)化(hua)鈦5，氧(yang)(yang)化(hua)鋰5份(fen)，氧(yang)(yang)化(hua)鈮1份(fen)，氧(yang)(yang)化(hua)鋁25份(fen)，氧(yang)(yang)化(hua)鈉3份(fen)，氧(yang)(yang)化(hua)硼5份(fen)，氮(dan)化(hua)硼2份(fen)。
各組(zu)分均(jun)為(wei)平均(jun)粒徑80-200nm的粉(fen)末。
上述一種應用于(yu)塔式太(tai)陽能熱發電系統的(de)太(tai)陽能陶瓷材料的(de)制備方法，包括以下步(bu)驟：
a、先(xian)將硅化(hua)鈦、氧化(hua)鋰、氧化(hua)鈮、氧化(hua)鋁、氧化(hua)鈉、氧化(hua)硼以及(ji)氮化(hua)硼混合均勻后(hou)，高溫熱固成型，并再(zai)次研磨成納米(mi)級粉(fen)末得到混合添(tian)加劑，
b、然后加(jia)入到氮(dan)化(hua)硅和二氧化(hua)硅混(hun)合粉末中(zhong)，混(hun)合均(jun)勻并(bing)二次燒結，得到陶(tao)瓷材料。
所(suo)述(shu)的步驟a中，高溫熱固成型的溫度為1400℃，燒結的時間(jian)為50min：
所述的步驟a中，混合(he)添加劑(ji)的粒徑為20-80nm。
所(suo)述的(de)步驟b中，二次燒(shao)(shao)結(jie)(jie)的(de)條件為：真(zhen)空度100pa；溫(wen)度850℃，二次燒(shao)(shao)結(jie)(jie)的(de)時間為150min。
以下對實施(shi)例1-3的樣品進(jin)行檢測
檢(jian)測并統(tong)計實施例(li)1-3所得(de)陶瓷材(cai)料的氣孔率(lv)，平均(jun)孔徑，抗(kang)壓(ya)強度和30次(ci)熱震后抗(kang)壓(ya)強度，結果見(jian)表1。
由表(biao)1可知，本發明的應(ying)用(yong)于(yu)塔式(shi)太陽(yang)(yang)能(neng)熱發電系(xi)統的太陽(yang)(yang)能(neng)陶(tao)瓷材(cai)料氣孔均勻，抗(kang)(kang)壓強(qiang)度高，抗(kang)(kang)熱震性能(neng)好。
以(yi)上所述僅是本發明的優(you)選(xuan)實施方式，應當指出，對于(yu)本技術領(ling)域的普通技術人(ren)員來說(shuo)，在不脫離本發明技術原(yuan)理的前提下，還可以(yi)做出若干改進(jin)和變型，這些改進(jin)和變型也應視(shi)為本發明的保護范(fan)圍。