吴建锋教授：高温传热蓄热材料设计与性能调控原理

主要汇报了973计划课题五（高温传热蓄热材料设计与性能调控原理）的研究进展与成果，重点介绍了中高温储热材料及太阳能热发电相关材料的研究进展。课题研究的主要内容：1）高温相变传热蓄热材料体系构建规律与相界面效应；2）传热蓄热材料热物理性计算与测试方法；3）高温静态与动态下相变传热蓄热材料热稳定性、腐蚀性与环境效应；4）多孔储热材料微结构形成规律与控制原理；5）高温传热、蓄热材料的无害化制备与再生理论；6）轻质高强聚光器用高分子复合薄膜设计及其复合结构模拟。课题研究的目标是探索高温相变传热蓄热材料构建体系，揭示相变传热蓄热材料相行为与界面效应对传热输运的影响规律，发展高温传热蓄热介质的优化设计理论和制备方法，热物理性能表征。探索高温蓄热材料微结构及传热蓄热性能之间的科学本质，发展蓄热材料微结构可控的制备新技术。得出抗沙漠环境长寿命太阳能反射高分子薄膜材料的组成和制备原理。2011-2012年度研究成果主要有：1）获得高导热系数，高蓄热效率红柱石蜂窝陶瓷配方设计体系和制备工艺，掌握蜂窝陶瓷熔盐封装方法；2）获得混凝土材料在高温静态与动态工况下热稳定性、热疲劳和热腐蚀等化学物理特性及分子结构、相组成与性能的演变规律；3）建立Al-Si-Cu-Mg-Zn合金高温相变储热材料储热系统并采集相关数据、建立储热材料、传热介质及储热系统有限元模型；4）空心磁性导热微球表面接枝有机分子链，研究亲油的“导热磁球”和磁流变导热液；5）掌握制备颗粒尺寸均一、窄粒子分布的高活性的纳米银制备技术，初步研究出轻质高强高分子反射膜。2012-2013年度研究成果主要体现在以下几个方面：1）陶瓷储热、吸热和输热材料（堇青石蜂窝陶瓷储热材料、黄河泥质陶瓷储热材料）；2）混凝土/熔融盐复合蓄热材料；3）轻质高强高分子反射膜（聚碳酸酯（PC）薄膜作为太阳能反射镜基础材料，表面再涂覆保护层，并通过调节保护层的组成，赋予自洁、抗磨、抗老化、增透功能）；4） Si3N4-SiC吸热陶瓷材料及吸热器的模拟；5）各种系列的传热合金及性能参数；6） 复合强化导热流体的研究；7）莫来石-堇青石复合陶瓷管道材料的开发和应用。(供稿：国家太阳能光热产业技术创新战略联盟)