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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