随着人类社会的不断发展,对能源的需求日益增加,能源供应与需求的矛盾日益突出。太阳能具有资源丰富、取之不尽、用之不竭、不会污染环境和破坏生态平衡等优点。太阳能热发电是最可能引起能源革命、实现大功率发电、替代常规能源的最经济手段之一。但是太阳能具有间歇性和不稳定性的特点,必须使用蓄热材料来提高太阳能的利用率、降低使用成本。本文基于太阳能热发电需要,制备了包裹相变材料(PCM)的蓄热氧化铝基复相蜂窝陶瓷材料。以桂广滑石、锂辉石、石英砂、粘土、a-Al2O3为主要原料,以TiO2和ZrO2作为晶核剂,采用粉末烧结法制备堇青石微晶玻璃、锂辉石微晶玻璃和堇青石-锂辉石复合微晶玻璃。利用TG-DTA、XRD和SEM等测试手段对各系统微晶玻璃进行了性能和微观结构测试。结果表明,堇青石微晶玻璃的最佳热处理制度为核化温度780℃,核化时间1h,晶化温度1055℃,晶化时间2h,最佳样品M-4的体积密度、气孔率、吸水率分别为2.76 g.cm-3、0.71%、0.26%,抗折强度为86.58 MPa,热膨胀系数为3.56×10-6℃-1(0～1100℃),抗热震次数(0～1000℃)达到25次。锂辉石微晶玻璃的最佳热处理制度为核化温度770℃,核化时间2h,晶化温度1050℃,晶化时间2h。样品L-4的体积密度、气孔率、吸水率分别为2.15g.cm-3、10.91%、4.68%,抗折强度为63.52MPa,热膨胀系数为1.95×10-6℃-1(0～1100℃),抗热震次数(0～1000℃)达到19次。堇青石-锂辉石复合微晶玻璃的最佳配方为LM-3,其吸水率为0.58%、气孔率为1.61%,体积密度为2.26g.cm-3,热膨胀系数为2.81×10-6℃-1,抗折强度达到75.36MPa,抗热震次数(0～1000℃)达到20次,可作为太阳能热发电用蓄热材料的结合剂。以α-Al2O3、星子高岭土为主要原料,以堇青石锂辉石复合微晶玻璃为结合剂,制备了用于太阳能热发电的包裹PCM的蓄热氧化铝基复相蜂窝陶瓷材料。试验了PCM在蜂窝陶瓷中填装方式及填装量对复相材料蓄热能力的影响。结果表明,氧化铝基复相蓄热蜂窝陶瓷的最佳配比是70%α-Al2O3、5%堇青石微晶玻璃、5%锂辉石微晶玻璃和20%星子高岭土,桐油和CMC的添加量在2～5%。设计并制备了封装PCM的瞬间高温封装剂,封装剂的最佳配比是70%a-Al2O3、5%堇青石微晶玻璃、5%锂辉石微晶玻璃、20%星子高岭土和20%粘结剂。SEM研究结果表明,设计的封装剂能实现对氧化铝复相蜂窝陶瓷基体材料的良好封装。封装剂中的玻璃相往氧化铝复相蜂窝陶瓷基材中渗透,而蜂窝陶瓷中的晶相往封装剂中生长,致使二者形成良好的中间过渡层,从而将两者紧密结合。由蓄热能力实验表明,随着氯化钠相变材料封装量的增加,样品的蓄热能力呈上升趋势,其中R-7样品的温度下降最为缓慢,其蓄热能力最佳；与没有封装相变材料的样品R-1相比,封装相变材料后样品的蓄热能力得到提高。