太阳能热发电用锂辉石低膨胀陶瓷的制备及其低膨胀机理研究

摘要

为拓展低膨胀陶瓷在太阳能热发电领域的应用,本文以澳州锂辉石、星子高岭土和山东石英为原料,通过半干压成型,无压烧成制备了锂辉石低膨胀陶瓷,对其相组成、微观结构、热稳定性和低膨胀机理进行了探讨.研究表明,经1330℃烧成的L2样品(锂辉石70wt％,高岭土20wt％,石英10wt％)的热稳定性最佳,其热膨胀系数为1.13×10-6℃-1(0～900℃),抗折强度为53.02MPa,经30次热震后(1000℃～室温,气冷),L2样品的抗折强度为56.17MPa(强度增加率为5.94％).相组成和微观结构分析表明,L2样品的相组成为β-锂辉石(Li2O·Al2O34SiO2)、莫来石(3Al2O3· 2SiO2)和少量的鳞石英(SiO2).30次热震后,针棒状莫来石发育更为完全.β-锂辉石固溶游离态SiO2,使样品的热膨胀系数较低,莫来石和磷石英也使样品的抗热震性能得到改善,二者共同作用,赋予样品较好的高温热稳定性,使其满足太阳能热发电的使用要求.