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中温热利用领域的发展推动中温储热系统的应用,储热材料作为储热系统的重要组成部分,将受到更广泛的关注。金属合金相变储能材料以其储热密度大、热循环稳定性好、热导率高、相变时过冷度小等优势在热能储存领域具有重要作用。基于课题组前期对高温铝基相变储热材料研究的基础上,本文采用低熔点合金作为研究对象,低熔点合金具有较合适的熔点,为中温储热装置和系统提供储能密度较大,热稳定性能和导热性能都较好的新型中温相变储热材料。用电子探针(EPMA),差式扫描量热分析(DSC),X射线衍射分析(XRD),以及激光热常数测试仪等手段对制备合金的结构和热物性能进行研究。结果表明Sn-Zn共晶合金具有良好的储热性能,其相变温度为198℃,相变潜热为65.8J/g,密度为7.38g/cm3,热导率为53.4W/(m·K),Sn-Zn共晶合金的储热能力为485.6J/cm3。其储热能力大于NaNO3/KNO3的储热能力,因此Sn-Zn共晶合金的热物性能具有极大的优势。热循环稳定性是储热材料的重要特性之一,决定其是否具有良好的使用价值。通过热循环实验研究Sn-Zn共晶合金的热循环稳定性,结果表明随着热循环次数增加,无新相生成,相变温度升高,相变潜热和热导率呈下降趋势。500次熔化/凝固热循环后,合金相变温度提高2℃,相变潜热下降1.1J/g,热导率下降2.5W/(m·K)。从热循环后Sn-Zn共晶合金的微观组织和热物性能变化情况分析,Sn-Zn共晶合金的热循环稳定性良好。元素种类和元素含量均会影响合金的微观组织结构和各热物性能。通过对Sn-Zn共晶合金加入Bi、Cu元素,改变加入量分析其微观组织和热物性能的变化。Bi加入使条状富Zn相粗化,并有少量白色Bi相析出。Bi含量增加,降低合金固相线和液相线,合金相变温度降低,同时合金相变潜热和热导率都有降低。Cu加入使条状富Zn相减少,生成黑色颗粒状Cu5Zn8化合物。Cu含量增加,合金相变潜热降低,由于Cu5Zn8化合物熔化温度较高,随着Cu加入,生成Cu5Zn8化合物越多,因此300℃下有效相变潜热下降,同时合金相变温度和热导率提高。通过本文的研究,低熔点合金具有较好的储热性能,可为中温储热应用提供更多的相变材料选择。