碳酸盐/高炉矿渣定型复合相变储热材料的制备与性能

碳酸盐(Na2CO3和K2CO3)是极具潜力的高温相变材料,高炉矿渣(blast furnace slag,BS)作为基体材料兼具环境和经济效益,但是碳酸盐在高温熔融状态下通常会与高炉矿渣发生反应.为此,本工作发展两步法制备路线以攻克这一问题.首先,使用碳酸盐对高炉矿渣进行改性,得到化学性质稳定的改性矿渣(modified blast furnace slag,MBS);其次,通过混合烧结法制备碳酸盐/改性矿渣定型复合相变材料(form-stable phase change materials,FSPCMs).经过冷热循环测试制备的K2CO3/KMBS复合相变材料比Na2CO3/NMBS的定型效果更优.分析发现,K2CO3与KMBS具有良好的化学相容性,随着K2CO3含量增加,K2CO3/KMBS定型相变材料的潜热逐渐增加,且测试结果与计算一致,在质量比4:6(40K2CO3/60KMBS)时,潜热为94.8 kJ/kg,且热稳定性最好.