將光熱電站集熱器使用壽命延長至5年!俄羅斯研發出性能優異的氮化鋁復合碳化硅材料
發布者:lzx | 來源: Advanced Ceramics | 0評論 | 1358查看 | 2019-12-18 18:12:17    

俄羅斯莫斯科國立科技大學鋼鐵合金學院(NUST MISIS)的科研人員和他們來自埃及開羅中央冶金研究院的同事一起開發出了一種氮化鋁結合碳化硅的復合材料,可以將聚光太陽能發電塔集熱器的使用壽命延長至5年。這篇研究文章已經發表在《Renewable Energy》雜志上。


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聚光太陽能發電系統中,定日鏡將太陽光反射集中到發電塔頂部的聚光倍率可超過1000倍的集熱器上,在集熱器的腔體內產生高溫,集熱器再將熱能傳給工質,經過蓄熱環節,輸入熱動力機,膨脹做功,帶動發電機,最后以電能的形式輸出。


碳化硅陶瓷材料,具有高強度和優良的抗氧化性能,是太陽能集熱器的傳統元件。但是,碳化硅材料對鹽熔體的侵蝕性環境很敏感,嚴重影響了集熱器的使用壽命。


氮化鋁是一種很有前途的碳化硅添加劑,它具有高導熱系數、低熱膨脹系數和耐高溫等優點,在太陽能光熱轉換領域展現出巨大的應用前景。


此次俄羅斯開發的基于碳化硅結合氮化鋁的復合材料中含有高達40%的氮化鋁添加物。在研究過程中,科研人員優選了新型復合材料的最佳添加劑組成和燒結溫度。由于在碳化硅晶界形成了固溶體,使得復合體的性能大大超過了傳統的碳化硅陶瓷。


這種復合材料具有較高的導熱系數和耐熱性,同時具有較低的熱膨脹系數,而且耐腐蝕性能顯著提高,能夠有效延長聚光太陽能發電塔集熱器的使用壽命。


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“氮化鋁復合碳化硅材料具有良好的熱化學性能和熱機械性能,在冶金、航空航天等高溫領域有廣闊的應用前景”,埃及研究小組負責人Emad Ewais博士介紹說:“太陽能應用需要沒有缺陷的耐用材料。接下來,我們計劃在太陽能裝置中測試新開發的氮化鋁復合碳化硅材料。”

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