[发明专利]一种中高温复合结构储热材料、制备方法及其用途

权利要求书

1.一种中高温复合结构储热材料，包括无机盐相变潜热材料、显热储热材料和导热强化材料，其中，无机盐相变潜热材料与显热储热材料的质量比为1:0.1～1:10，导热强化材料为0.0001～1kg/(kg储热材料)。

2.如权利要求1所述的中高温复合结构储热材料，其特征在于，所述无机盐相变潜热材料为固-液无机盐相变潜热材料和/或固-固无机盐相变潜热材料，进一步优选为固-液无机盐相变潜热材料，更优选为碱金属或/和碱土金属的碳酸盐、硫酸盐、硝酸盐、氟化物、氯化物中的1种或至少2种同类盐的组合，特别优选为碱金属的碳酸盐、硫酸盐、硝酸盐、氯化物中的1种或至少2种同类盐的组合。

3.如权利要求1或2所述的中高温复合结构储热材料，其特征在于，所述显热储热材料为SiC、SiO₂、MgO、Al₂O₃、莫来石质、锆英石质、堇青石质中的1种或至少2种的组合，进一步优选为SiC、SiO₂、MgO、Al₂O₃中的1种或至少2种的组合。

4.如权利要求1-3任一项所述的中高温复合结构储热材料，其特征在于，所述导热强化材料为高导热碳材料或/和金属，进一步优选为金刚石及类金刚石碳膜、高定向石墨、掺杂石墨、高导热柔性石墨、高导热碳纤维及其复合材料、碳纳米管及其复合材料、高导热炭泡沫、膨胀石墨、石墨烯中的1种或至少2种的组合，特别优选为碳纳米管；

优选地，所述无机盐相变潜热材料与显热储热材料的质量比为1:0.17～1:5.7，特别优选为1:0.25～1:3.6；

优选地，所述导热强化材料含量为0.0005～0.5kg/(kg储热材料)，特别优选为0.001～0.1kg/(kg储热材料)。

5.如权利要求1-4任一项所述的中高温复合结构储热材料的制备方法，包括以下步骤：

（1）将无机盐相变潜热材料与显热储热材料及导热强化材料混合均匀，加压成型制成生坯；

（2）将步骤（1）所得生坯升温烧结，制得中高温复合结构储热材料。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，步骤（1）中将无机盐相变潜热材料研磨，然后与显热储热材料及导热强化材料混合均匀；

优选地，步骤（1）中将无机盐相变潜热材料研磨后过至少100目筛，然后与显热储热材料及导热强化材料混合均匀，进一步优选过120目筛；

优选地，步骤（1）中所述研磨为球磨；

优选地，步骤（1）中所述无机盐相变潜热材料与显热储热材料以及导热强化材料的所述混合为通过球磨混合均匀。

7.如权利要求5或6所述的方法，其特征在于，步骤（1）中所述加压成型压力为2MPa以上，进一步优选为2～30MPa，特别优选为5～15Mpa；

优选地，步骤（1）中所述加压成型时间为0.3min以上，进一步优选为0.4～20min，特别优选为0.5～10min；

优选地，步骤（2）中所述的升温烧结为等静压烧结、两步烧结或液相烧结，特别优选为液相烧结。

8.如权利要求5-7任一项所述的方法，其特征在于，步骤（2）中所述升温烧结为以0.1～8℃/min的升温速率由室温升至无机盐相变潜热材料的相变潜热温度以下80～120℃，然后以0.01～2℃/min的升温速率升温至无机盐相变潜热材料的相变潜热温度以上40～70℃，保温至少60min，同阶段同速率冷却；

优选地，步骤（2）中所述升温烧结为以2～7℃/min的升温速率由室温升至无机盐相变潜热材料的相变潜热温度以下90～110℃，然后以0.1～1.5℃/min的升温速率升温至无机盐相变潜热材料的相变潜热温度以上45～55℃，保温至少80min，同阶段同速率冷却；

优选地，步骤（2）中所述升温烧结为以升温速率4～6℃/min由室温升至无机盐相变潜热材料的相变潜热温度以下100℃，然后以0.8～1.2℃/min的升温速率升温至无机盐相变潜热材料的相变潜热温度以上50℃，保温至少90min，同阶段同速率冷却。