第1章 绪论 1
1.1传热蓄热材料分类 1
1.1.1按蓄热材料化学组成分类 1
1.1.2按蓄热方式分类 2
1.1.3按蓄热温度范围分类 3
1.2中高温传热蓄热材料的基本属性 3
1.2.1熔点 3
1.2.2熔化热 3
1.2.3熔化时的体积变化 3
1.2.4比热容 4
1.2.5密度 4
1.2.6黏度 4
1.2.7导热系数 4
1.2.8热膨胀系数 5
1.2.9凝固点 5
1.2.10劣化温度 5
1.2.11工作温度范围 5
1.3常见中高温传热蓄热材料 5
1.3.1导热油 6
1.3.2液态金属 7
1.3.3熔融盐 8
1.3.4离子液体 12
1.4相图计算模型 13
参考文献 14
第2章 相图计算的热力学模型 16
2.1相图概述 16
2.1.1相图与相律 16
2.1.2相图表示方法 17
2.1.3相图的实验验证方法 18
2.2相图计算 20
2.2.1相图计算的基本原理和方法 21
2.2.2熔盐体系的热力学模型 22
2.2.3过剩摩尔吉布斯自由能的计算方法 23
2.3相加三元熔盐体系的热力学模型 24
2.4交互三元熔盐体系的热力学模型 27
2.5交互四元熔盐体系的热力学模型 28
参考文献 30
第3章 硝酸熔盐的计算相图 33
3.1二元硝酸熔盐体系的计算相图 33
3.1.1计算方法 33
3.1.2基础数据 34
3.1.3结果分析 35
3.2交互三元硝酸熔盐体系的计算相图 44
3.2.1计算方法 44
3.2.2结果分析 48
3.3相加三元硝酸熔盐体系的计算相图 53
3.3.1计算方法 53
3.3.2结果分析 56
3.4交互四元硝酸熔盐体系的计算相图 57
3.4.1体系组成 57
3.4.2计算方法 58
3.4.3结果分析 62
参考文献 65
第4章 熔盐高温性能研究方法 68
4.1高温热物性测定方法 68
4.1.1熔点和熔化热 68
4.1.2比热容 75
4.1.3凝固点 78
4.1.4密度 80
4.1.5黏度 82
4.1.6导热系数 85
4.1.7膨胀系数 89
4.2高温热稳定性研究方法 92
4.2.1高温静态工况下热稳定性 92
4.2.2高温动态工况下热稳定性 97
4.3高温腐蚀性研究方法 98
4.3.1腐蚀层宏观检查 99
4.3.2腐蚀前后质量和尺寸的变化 100
4.3.3腐蚀层物相分析 101
4.3.4腐蚀层厚度、微观形貌及微区元素分析 101
4.4熔盐使用过程中对环境影响的研究方法 102
4.4.1 NOx排放监测 102
4.4.2硝酸熔盐在土壤中迁移预测 102
参考文献 103
第5章 硝酸熔盐的制备及性能 105
5.1 硝酸盐的基本性质 105
5.1.1 i硝酸盐的基本化学性质 105
5.1.2硝酸盐的基本物理性质 106
5.2硝酸熔盐基础组分的筛选原则 109
5.2.1硝酸盐的稳定性 109
5.2.2硝酸盐的熔点 110
5.2.3硝酸盐的易得性、成本和安全性 111
5.2.4硝酸盐的分解温度 111
5.2.5硝酸盐的其他热物理性质 112
5.3混合硝酸熔盐的分类 113
5.3.1二元和三元硝酸熔盐 113
5.3.2常用硝酸熔盐及其热物性 114
5.4多元硝酸熔盐的制备及其高温热物性 115
5.4.1多元硝酸熔盐的制备 115
5.4.2熔盐SYSU-N1的热物性测定 117
5.5熔盐SYSU-N1的高温热稳定性 122
5.5.1高温静态工况下的热稳定性 122
5.5.2动态工况下的热稳定性 123
5.5.3大容器量熔盐长期热稳定性 125
5.6熔盐SYSU-N1的高温腐蚀性 127
5.6.1熔盐回路系统常用金属材料 127
5.6.2高温腐蚀后不锈钢材料的外观变化 127
5.6.3长期高温腐蚀后不锈钢材料的质量变化 128
5.6.4不锈钢在熔盐SYSU-N1中的腐蚀机理 129
5.7其他多元硝酸熔盐 129
5.7.1相加四元硝酸熔盐的制备 130
5.7.2熔盐SYSU-N2加热过程的物态变化 130
5.7.3熔盐SYSU-N2的高温热稳定性 132
5.7.4熔盐SYSU-N2的高温腐蚀性 134
参考文献 136
第6章 碳酸熔盐的制备及性能 138
6.1碳酸盐的基本性质 138
6.1.1碳酸盐的基本化学性质 138
6.1.2碳酸盐的基本物理性质 140
6.2碳酸熔盐基础组分的筛选原则 141
6.2.1碳酸盐的热稳定性和分解温度 141
6.2.2碳酸盐的易得性、成本和安全性 142
6.2.3碳酸盐的其他热物理性质 142
6.3混合碳酸熔盐的分类 142
6.4交互三元碳酸熔盐的制备及性能 143
6.4.1交互三元碳酸熔盐的制备 143
6.4.2熔盐SYSU-C1的热物性 143
6.4.3熔盐SYSU-C1的高温热稳定性 146
6.4.4熔盐SYSU-C1的高温腐蚀性 149
6.5相加三元碳酸熔盐的制备及性能 151
6.5.1相加三元碳酸熔盐的制备 151
6.5.2熔盐SYSU-C2的热物性 152
6.5.3熔盐SYSU-C2的高温热稳定性 154
6.5.4大容器量熔盐长期热稳定性 157
6.5.5熔盐SYSU-C2的高温腐蚀性 158
参考文献 160
第7章 氯化物熔盐的制备及性能 161
7.1氯化物的基本性质 161
7.1.1氯化物的基本化学性质 161
7.1.2氯化物的基本物理性质 163
7.2氯化物熔盐基础组分的筛选原则 164
7.2.1氯化物的热稳定性 164
7.2.2氯化物的特点 165
7.2.3氯化物的其他热物理性质 165
7.3混合氯化物熔盐的分类 165
7.4二元氯化物熔盐的制备及其高温热物性 166
7.4.1二元氯化物熔盐的制备 166
7.4.2熔盐SYSU-C3的热物性 168
7.5熔盐SYSU-C3的高温热稳定性 170
7.5.1高温静态工况下的热稳定性 170
7.5.2高温动态工况下的热稳定性 171
7.6熔盐SYSU-C3的高温腐蚀性 173
7.6.1高温腐蚀后不锈钢材料的质量变化 173
7.6.2腐蚀层微观形貌和组成 175
参考文献 177
第8章 硝酸熔盐热物性计算 179
8.1混合规则 179
8.2热物性计算 179
8.2.1黏度 179
8.2.2导热系数 182
8.2.3比热容 185
参考文献 188
第9章 硝酸熔盐材料高温热稳定性机理 192
9.1热稳定性的离子极化和参数分析 192
9.1.1离子极化的定性分析 192
9.1.2离子参数的定量分析 193
9.2热稳定性的吉布斯自由能判据 196
9.2.1所涉化学反应 196
9.2.2反应发生判据 197
9.2.3反应的标准吉布斯自由能 198
9.2.4反应的吉布斯自由能 200
9.3熔盐劣化速率 205
9.3.1熔盐劣化实验数据分析 205
9.3.2熔盐劣化速率方程 206
9.4熔盐劣化的反应路径计算 206
9.4.1 NO￣3、NO￣2、O2结构参数优化 207
9.4.2反应路径的确认 211
参考文献 213
第10章 硝酸熔盐材料的环境效应 215
10.1氮污染的环境监测和排放标准 215
10.1.1水体中氮污染物监测标准 215
10.1.2大气NOx污染物排放标准 216
10.2硝酸盐和NO污染及其危害 217
10.2.1水体和土壤中硝态氮的来源、污染程度和主要危害 217
10.2.2大气中NOx的主要来源、污染程度和危害 219
10.3硝酸盐和NOx污染的治理 220
10.3.1水体和土壤中硝酸盐污染的治理 220
10.3.2大气中NOx污染的治理 224
10.4硝酸熔盐高温工况下NOx排放的监测及控制 226
10.4.1熔盐升温过程NOx排放的在线监测 226
10.4.2熔盐恒温过程NOx累积排放监测 232
10.4.3熔盐NOx排放的控制 234
10.5高浓度硝酸盐在土壤中的迁移特性 236
参考文献 238
第11章 熔盐材料使用中的若干问题 240
11.1熔盐凝结与快速解凝 240
11.1.1防止熔盐凝结的措施 240
11.1.2熔盐管道快速解凝方法 244
11.2硝酸熔盐材料的劣化与更新 245
11.2.1熔盐劣化 245
11.2.2熔盐再生 246
11.3失效硝酸熔盐的再生循环利用 247
参考文献 247
第12章 熔盐材料在能量转换与储存中的应用 249
12.1太阳能规模化热利用技术中的应用 249
12.1.1太阳能热发电 249
12.1.2太阳能制氢 251
12.1.3太阳能热化学储能 252
12.1.4空间太阳能热发电 253
12.2能量转换与储存中的应用 255
12.2.1作为蓄热材料在工业余热回收中的应用 255
12.2.2作为冷却剂或燃料在核能中的应用 256
12.2.3作为冷却剂在淬火加工中的应用 258
参考文献 258
附录 260
索引 275