用于熔融 Al–Si 和 Al–Cu–Si 相变材料不锈钢容器的热喷涂氧化物涂层:相容性与热循环稳定性
Thermal Sprayed Oxide Coatings for Stainless Steel Containers Used with Molten Al–Si and Al–Cu–Si Phase Change Materials: Compatibility and Thermal Cycling Stability
APS/HVSFS氧化物涂层护304钢耐熔融Al-Si
AI理解
要点 APS/HVSFS 沉积 Al₂O₃、ZrO₂ 涂层保护304不锈钢耐熔融 Al-Si/Al-Cu-Si 相变材料:300次热循环无退化,HVSFS 厚度更均匀。
能不能用 直接涉及热喷涂产线(APS+HVSFS),面向储能用熔融金属容器防护。摘要给出相容性测试与热循环结果,但未给喷涂参数(电流、送粉率、喷距),无法直接复现;APS 与 HVSFS 对比结论对工艺选型有参考价值。
存疑
- 缺工艺:APS/HVSFS喷涂参数未给
- 热循环次数(约300次)有限,长期循环行为未涉及
中文摘要
铝基金属相变材料(mPCMs)在潜热热能储存中的应用受到熔融合金与传统不锈钢容器相容性差的限制。本研究评估了直接沉积在304不锈钢上的热喷涂氧化物涂层,作为熔融Al–Si和Al–Cu–Si相变材料的保护屏障。通过大气等离子喷涂(APS)和高速悬浮火焰喷涂(HVSFS)制备了氧化铝(Al₂O₃)、氧化锆(ZrO₂)和Al₂O₃/ZrO₂(60/40 wt.%)涂层,并通过涂层表征、长期静态相容性测试、热循环实验和热接触电阻测量进行评估。APS涂层表现出涂层厚度对喷涂角度的明显依赖,而HVSFS涂层提供更均匀的厚度分布。两周静态暴露后,所研究的涂层体系未观察到反应层形成、涂层溶解或可检测的元素互扩散。对于Al₂O₃/Al–12.3 wt.% Si体系,约300次热循环后未检测到涂层退化或界面反应。此外,光滑和粗糙Al–Si/涂层界面的平均液态热接触电阻分别为0.31 × 10⁻³和0.39 × 10⁻³ m²K W⁻¹。这些结果表明,热喷涂氧化物涂层可以有效保护不锈钢免受熔融铝基PCM的侵蚀,同时
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DOI: 10.3390/en19204756