论文部分内容阅读
无机水合盐是一种熔点从几度到一百多摄氏度的相变储热材料，它不但储热密度高、导热系数较大，而且来源丰富、价格便宜，特别适合于建筑采暖、太阳房等低温太阳能应用，工业余热回收利用以及空调蓄冷，是非常重要的中低温相变材料。Ba(OH)2·8H2O具有一般水合盐的优点，且单位体积相变储热能力（582 J/cm3）几乎是目前水合盐储热材料中最高的，因此是一种很有应用前景的无机相变储热材料。然而，目前国内外有关Ba(OH)2·8H2O储热性能方面的研究报道较少。 本文从太阳能热发电储热体系所用中低温相变储热材料性能要求出发，重点研究了Ba(OH)2·8H2O脱水过程、储热性能及改善、与容器材料相容性三个方面的内容。 通过差热分析和热重分析获得了Ba(OH)2·8H2O在室温~200℃范围内脱水过程的DSC和TG曲线，通过分析TG曲线得到了实验所用Ba(OH)2·8H2O实际结晶水的含量，并通过TG-DSC曲线综合分析了Ba(OH)2·8H2O在加热过程中的具体脱水过程。此外，利用热力学方程计算了脱水过程的热力学平衡数据，并在不同升温速率下的DSC曲线的基础之上，利用Kissinger方程计算了脱水反应的活化能和反应级数。 对Ba(OH)2·8H2O相变材料分别进行了50、100和200次的熔化/凝固热循环实验，通过X射线衍射（XRD）分析法研究了热循环前和循环200次后试样成分的变化，通过差热分析（DSC）法研究了循环前和循环50、100、200次后试样相变温度、相变潜热的变化，综合分析其热循环稳定性。此外，还通过绘制步冷曲线的方法得到了Ba(OH)2·8H2O试样在循环前以及经历不同循环次数后过冷度、稳定放热温度和时间的变化，研究了过冷度产生的原因，并尝试通过添加不同类型成核剂的方法来改善其过冷度。 通过金属全浸蚀实验探讨了Ba(OH)2·8H2O储热材料与常见金属容器材料的相容性，选取纯铝、紫铜、Q235A低碳钢以及0Cr18Ni9不锈钢四种材料作为研究对象，进行了长达60h的腐蚀实验，测量和记录了金属试样浸蚀过程的质量变化，并利用腐蚀速率公式计算了四种金属试样在Ba(OH)2·8H2O熔融液体中的腐蚀速率，通过扫描电镜（SEM）测试方法获取了金属腐蚀试样的表面形貌，综合分析了四种金属材料的耐腐蚀性能。此外，通过腐蚀机理的分析，讨论了四种金属材料在Ba(OH)2·8H2O熔融液体中的腐蚀过程。 对Ba(OH)2·8H2O相变储热材料的综合分析结果表明，Ba(OH)2·8H2O具有良好的储热能力以及热循环稳定性，是一种性能优异的太阳能储热材料。此外，紫铜是其容器材料的最佳选择。