AlCuZnSi合金的制备、组织及高温相变储热性能研究

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1、分类号——UDC题目英文题目研究生姓名指导教师密级学校代码／㈣r,lllllllllllllllll／llll／Y彳18212掣掣学位论文医』途姓名程晓敛职称．．数援学位．煌±⋯单位名称挝料堂院邮编垒3QQ2Q申请学位级别工堂殛±学科专业名称挝料加工王猩论文提交日期2Q!Q!!Q论文答辩日期2Q!Q!!!学位授予单位武这理王太堂学位授予日期答辩委员会主席基数碰评阅人基数登奎痘友2010年11月一一～一一独创性声明本人声明，所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研

2、究成果，也不包含为获得武汉理工大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。期：型!里!!呈：!学位论文使用授权书本人完全了解武汉理工大学有关保留、使用学位论文的规定，即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权武汉理工大学可以将本学位论文的全部内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存或汇编本学位论文。同时授权经武汉理工大学认可的国家有关机构或论文数据库使用或收录本学位论文，并向社会公众提供信息服务。(保密的论文在解

3、密后应遵守此规定)研究生‘签名’：脓秋导师(签名)：日期加肋．／2．／珈堤一摘过去30年，世界能源大量消耗，出现能源危机，这种形势迫使人们寻求新的各种各样的可再生能源的替代使用。由于热量大、无污染、分布广、取之不尽用之不竭，太阳能被视为最有发展前景的新能源。其中太阳能储热材料的选择起着很大的作用，关系到热能储存与释放的效率。和其他相变储热材料相比，铝基合金适中的相变温度，高储热密度和良好的热稳定性，更适合运用于太阳能热发电系统上。基于铝基合金上述优良的储热性能，用作太阳能热发电系统储热材料展示了明显的优越性。本文在实验组二元，三元研究基础上，设计并制备出了14种四元

4、、五元A1．Cu-Mg．Zn．Si合金。通过等离子测试法确定合金组成成分，利用金相分析和XRD测试分析合金显微结构。通过差示扫描量热分析测试合金的相变温度和相变潜热，结合合金显热，综合评价合金单位体积储热能力。元素种类、元素含量及物相组成均会影响铝基合金的相变温度和相变潜热。Zn元素的添加极大的降低了合金的相变潜热；Si元素的添加极大的增加了合金的相变潜热，且硅含量增多，提高相变温度；Cu元素的添加在一定程度上增加了合金的相变潜热，当接近共晶成分时，相变潜热达最大，继续添加，又逐渐减小。铝基合金密度受添加元素的影响：硅含量增加时，合金密度减小；铜、锌含量增加时，合金

5、密度增大。铝基合金比热容均随着添加元素量的增加而减小。因此，密度和比热容对合金显热、潜热、综合储热的影响很大。研究表明，A1．Cu．Mg．Zn类合金的储热量’较小；改变硅含量的AI．Cu-Mg．Zn．Si类合金单位体积储热量最大，但是相变温度较高，因此需严格控制硅含量；改变铜含量的AI．Cu-Mg-Zn．Si类合金单位体积储热量较大，相变温度范围适中，是最理想的储热材料。综合所制备的14种材料来看，相变温度均在490℃左右，单位体积储热量基本都在1500J／cIil3以上，比较符合太阳能储热的热发电要求。与之前实验结果相比较，四元、五元铝基合金在相变储热方面有更好的

6、储热性能。关键词：相变储热材料；铝基合金；潜热；显热；储热量AbstractLast30yearswerecharacterizedbyessentialincreaseinconsumptionofenergy．Thesituationforcespeopletoutilizevarioussourcesofrenewableenergy．Duetoitsllighheatenergyandpollution—freeenergy,directsolarradiationisconsideredasoneofthemostprospectivesourcesofe

7、nergy．Thethermalstoragematerialplaysallimportantroleinsolarenergyheatingandcooling．Comparedtootherenergystoragematerialsasphasechangematerials(PCM)，aluminumalloysweremostlyinvestigatedasPCMinhightemperaturethermalenergystorage(TES)systemsbecauseoftheirsuitablephasechangetemperature，h