應(yīng)用于太陽能儲熱的炭素材料的研究

【摘要】：人類進(jìn)入工業(yè)社會以來，傳統(tǒng)能源正以驚人的速度消耗，人類正面臨前所未有的能源危機。開發(fā)利用可再生能源已成為解決世界能源危機的根源。在太陽能、風(fēng)能、生物質(zhì)能等可再生能源中，太陽能因其儲量的無限性、存在的普遍性、利用的清潔性和開發(fā)的經(jīng)濟(jì)性成為最重要的可再生能源。利用太陽能的主要途徑之一就是太陽能熱發(fā)電，而太陽能熱發(fā)電離不開儲熱系統(tǒng)，儲熱系統(tǒng)中的儲熱材料的研究成為太陽能利用研究的重點。 炭素材料具有導(dǎo)熱性好、膨脹系數(shù)低、化學(xué)性能穩(wěn)定、耐腐蝕耐磨損性能良好等優(yōu)勢，在太陽能儲熱領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用價值。但其最大的弱點就是在高溫空氣等氧化性氣氛中的易氧化性，限制它在高溫環(huán)境中的應(yīng)用。 本文利用某公司生產(chǎn)的幾種炭素材料，研究了其在高溫有氧環(huán)境中的氧化性，分析影響炭素材料抗氧化性的因素。指出影響炭素抗氧化性的主要因素有：炭素材料的石墨化程度、晶體缺陷、體積密度及雜質(zhì)的含量等。并就炭素制品的生產(chǎn)原料和生產(chǎn)工藝對產(chǎn)品的微觀組織和性能的影響作了分析。從實驗結(jié)果中分析得到：原料的微觀組織與性能對炭素制品的氧化性等性能具有決定性的影響；生產(chǎn)工藝的選擇取決于炭素制品的用途，對其微觀組織和性能的影響并不是絕對的。 最后本文對炭素材料在太陽能儲熱領(lǐng)域的應(yīng)用做出展望。初步設(shè)計了利用炭素材料和熔融鹽為儲熱容器和儲熱介質(zhì)的儲熱子系統(tǒng)，并從理論上上基本論證了炭素材料和熔融鹽的組合在太陽能儲熱中應(yīng)用的可行性。 【關(guān)鍵詞】：太陽能儲熱 炭素材料 抗氧化性 熔融鹽
【學(xué)位授予單位】：蘭州理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號】：TB34
【目錄】：

• 摘要7-8
• abstract8-10
• 第一章 緒論10-19
• 1.1 引言10
• 1.2 儲熱方式的分類及特點10-12
• 1.2.1 顯熱儲熱11
• 1.2.2 潛熱儲熱11-12
• 1.2.3 化學(xué)反應(yīng)儲熱12
• 1.3 國內(nèi)外對相變儲熱材料的研究現(xiàn)狀12-14
• 1.4 炭素材料在儲熱方面的應(yīng)用研究現(xiàn)狀14-18
• 1.4.1 添加石墨混（復(fù)）合相變儲熱材料的研究14-15
• 1.4.2 添加碳纖維混合相變儲熱材料的研究15-16
• 1.4.3 添加碳泡沫復(fù)合相變儲熱材料的研究16
• 1.4.4 添加膨脹石墨復(fù)合相變儲熱材料的研究16-18
• 1.5 研究的背景、目的和意義18-19
• 1.5.1 研究背景18
• 1.5.2 研究目的和意義18-19
• 第二章 炭素材料的組織與性能19-27
• 2.1 炭素與炭素材料19
• 2.2 炭素材料的成型工藝19-21
• 2.2.1 炭素原材料19-20
• 2.2.2 炭素材料成型工藝20-21
• 2.3 石墨的晶體組織21-24
• 2.3.1 石墨的晶體結(jié)構(gòu)21-23
• 2.3.2 石墨單晶和石墨微晶23
• 2.3.3 石墨多晶23-24
• 2.3.4 石墨晶體的各向異性24
• 2.4 炭素材料的性能24-25
• 2.5 炭素材料的氧化行為25-27
• 第三章 幾種石墨材料氧化率的測定和分析27-32
• 3.1 引言27
• 3.2 實驗過程27-28
• 3.3 實驗結(jié)果與分析28-30
• 3.3.1 四種石墨材料的表面形貌的分析28-29
• 3.3.2 四種石墨材料的 X 射線衍射分析29-30
• 3.5 本章小結(jié)30-32
• 第四章 生產(chǎn)原料和成型工藝對炭素材料抗氧化性的影響32-37
• 4.1 引言32
• 4.2 實驗方案32-33
• 4.3 實驗結(jié)果與分析33-36
• 4.4 本章小結(jié)36-37
• 第五章 炭素材料在太陽能儲熱領(lǐng)域的應(yīng)用展望37-41
• 5.1 引言37
• 5.2 儲熱子系統(tǒng)的設(shè)計37-40
• 5.2.1 作為儲熱容器的炭素材料的選擇38
• 5.2.2 儲熱介質(zhì)的選擇38-40
• 5.3 本章小結(jié)40-41
• 結(jié)論41-42
• 參考文獻(xiàn)42-45
• 致謝45-46
• 附錄 A 碩士期間發(fā)表的論文46

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