复相储热陶瓷：Al2O3-ZrO2增强抗热震性研究

"太阳能热发电Al2O3-ZrO2复相储热陶瓷的制备及其抗热震性 (2013年)" 这篇论文详细探讨了太阳能热发电领域中的一种重要材料——Al2O3-ZrO2复相储热陶瓷的制备方法和其在抗热震性方面的表现。研究人员以α-Al2O3为主要原料，并添加部分稳定氧化锆(PSZ)（Y2O3含量5.2%）、红柱石、堇青石和滑石，通过特定工艺制备出用于太阳能储热的复相陶瓷。实验中，他们利用X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)等先进技术对样品的结构和性能进行了深入研究。 实验结果显示，添加堇青石、PSZ和红柱石都能有效提升储热陶瓷的抗热震性能。这三种物质共同作用时，陶瓷的抗热震性能达到最优。具体而言，经过1340℃烧结的复相储热陶瓷样品（标记为B4）具有显著的抗折强度，达到60.83 MPa。在经历30次从室温到800℃的快速热冷却循环（即热震）后，该样品仍能保持完整性，且其抗折强度反而增加了13.15%。 通过对样品B4进行相组成分析，发现热震前后其主要晶相组成不变，包括刚玉、四方氧化锆、红柱石、莫来石和堇青石。通过SEM观察，样品在热震前后都保持了较高的致密度，仅有少量连通气孔，孔径范围在1至80μm之间，晶粒大小在1至5μm之间，表现出良好的晶粒生长发育。晶粒被少量玻璃相包裹，形成晶间型紧密连接，这种微观结构赋予了样品出色的强度和抗热震能力。 这篇论文的研究对于理解和优化太阳能热发电系统中的储热陶瓷材料至关重要。通过合理的材料配方和制备工艺，可以显著改善陶瓷的热稳定性，从而提高整个系统的效率和耐久性。这些发现对于推动太阳能热能存储技术的发展，尤其是对于在极端温度变化条件下保持系统稳定运行，具有重要的理论和实际意义。此外，这项工作也强调了矿物添加剂如红柱石和堇青石在提高材料性能方面的作用，为未来材料设计提供了新的思路。