太阳能热发电用氧化铝基复相陶瓷抗热震性及EPMA分析.pdfVIP

中国陶瓷工业 CHINACERAMlCINDUSTRY 2010年8月第17卷第4期 V01．17．No．4 Aug．2010 文章编号：1006—2874(2010)04—0008—06 太阳能热发电用氧化铝基复相陶瓷抗热震性及EPMA分析 吴建锋 焦国豪 徐晓虹 方斌正 冷光辉 赵芳 (武汉理工大学材料科学与工程学院，武汉：430070) 以亚稳四方相存在，在裂纹尖端应力场的作用下，ZrO：粒子发生四方相一单斜相的相变吸收能量，从而提高了材料强度 及断裂韧性；原料中的部分SiC颗粒发生氧化反应，反应生成莫采石，针棒状莫来石形成桥连结构，阻止热震情况下产生 的微裂纹发展成危险裂纹，从而提高材料抗热震性。SEM研究显示，SiC晶粒在外力作用下发生穿晶断裂、被拔出及桥结 作用。 关键词Al：o，，复相陶瓷，抗热震性，太阳能热发电，EPMA 中图分类号：TQl74．75文献标识码：A 2实验 2．1试样制备 氧化铝陶瓷能够承受1000℃以上的高温，具有较高的室 本实验采用的原料仅一AI。Q(河南天马公司制造)，粒径 温和高温强度、高的化学稳定性、既耐酸又耐碱、导热性良好、 绝缘强度、电阻率高、耐磨损等一系列的优异性能，因而获得 (合肥健坤化工有限公司制造)，粒径为100rim，Y20。稳定。为 了极其广泛的应用。为了进一步提高氧化铝陶瓷的力学性能， 复合材料已成为研究的热点，其中～20。基复合陶瓷更因其 2．5％TIO。)作为助烧剂，配方组成表l。配料粉末中加入l％的 力学性能相对于单相砧。Q陶瓷成倍提高而备受瞩目{I--61。由阿拉伯树胶，湿磨lh后，干燥、球磨。球磨后的粉料加入10％ 于塔式太阳能热发电的局限性在于：白天太阳光充足时热流 的PVA(质量分数为3％)水溶液，压制成型。在硅钼棒高温电 温度可达1000℃以上，而到了晚上热流的温度低于100℃m。炉内烧结，烧结温度分别为l420℃、l450℃、l480℃，均以 因此，在太阳能塔式发电的整个装置中，长距离输送热流的管 道需要承受1000℃以上的高温并具有良好的抵抗热冲击循保温4h。抗热震实验是将试样置于电炉内，以8℃／min的升 环的性能。本文试图在～20。基陶瓷的基础上，添加SiC及温制度，加热至1000℃，保温10min后，取出，在室温空气中 nano_z哟才SiC以提高其力学性能及抗热震性，制备适合在急冷，冷却至室温，再放入炉中加热，依次循环多次，测其抗折 1000℃条件下工作的太阳能陶瓷输热管道，并对其微观结构强度：或取出迅速投入25℃水中，循环多次，直至出现裂纹。 进行EPMA分析，探讨提高抗热震性之机理。 2．2性能测试 表1试样配方 Tab．1 ofthe Compositionsamples No． ASl AS2 AS3 AS4 ASZl ASz2 ASz3 ASz4 Sample B—SiC(wt％) 10 20 30 40 10 10 10 10 a—AJI。3(叭％) 90 80 70 60 90 90 90 90 0 0 O O 5 10 15 20 nano-Zx02v01％(AppUcd) 收稿同期：2010-06-16 基金项目：973项目(编号：2010CB227100) 通汛联系人：吴建锋，E