无机盐/陶瓷基复合蓄热材料用于高温热风炉的蓄热室内替代部分耐火材料格子体可显著减小蓄热室体积，降低费用消耗。但在长期使用过程中，可能会存在以下不足：首先，由于无机盐的高温扩散挥发或分解作用，导致相变材料减少，使复合蓄热材料蓄热能力下降；其次，无机盐和陶瓷基体材料在长期的接触过程中，如果发生化学反应将导致相变材料性质发生变化，蓄热性能下降。因此，华南师范大学的研究人员在成功制备Na2SO4/SiO2复合蓄热材料的基础上，进一步研究了其高温稳定性能。
    以SiO2粉为骨料、Na2SO4为相变材料，二者质量比为1:1，采用混合烧结工艺制备出无机盐/陶瓷基复合蓄热材料。其中一部分试样在电阻炉中加热到1 000 ℃后，断电并打开炉门鼓入空气冷却，反复循环多次。
    分别对热循环前后的Na2SO4/SiO2复合蓄热材料试样进行性能测试和表征。采用Y-4Q全自动X射线衍射仪测定物相组成；采用Instron 8032材料试验机测定高温下（950 ℃）的耐压强度；采用Q10-V5.1-Build191型差示扫描量热系统（DSC）测定相变潜热，测试条件为：80 mL•min-1的氮气气氛保护，升温速率10 ℃•min-1；采用JR-1激光导热仪（热脉冲法）测定热扩散率，从而计算出热导率。采用经典的热分析法进行熔化-凝固特性研究，即Na2SO4/SiO2试样在电阻炉中加热至1 000 ℃，然后随炉自然冷却，同时通过热电偶采集试样在加热和冷却过程中的温度数据，并输入电脑绘制出温度随时间的变化曲线。
    研究结果：（1）1 000 ℃高温下，相变材料Na2SO4具有良好的热力学稳定性，不会发生分解反应，且高温蒸汽压很低，极难因挥发而损失，适合作为无机盐/陶瓷基复合蓄热材料的相变介质。（2）热循环试验表明，Na2SO4/SiO2复合蓄热材料（Na2SO4含量为50%（质量分数））具有良好的高温热稳定性；经100次热循环后，其热失重率低于1.26%，潜热值降低约6.19%，相变温度基本保持恒定。（3）Na2SO4/SiO2复合蓄热材料具有良好的熔化-凝固特性，相变温度“平台”维持在880～885 ℃，蓄热性能稳定。（4）当温度低于1 100 ℃时，直接空冷，Na2SO4/SiO2复合蓄热材料具有较好的抗热震性，且随Na2SO4含量的增加抗热震性增强，但含量相同时密度越大抗热震性越差。
（摘编自《材料导报》2011，№6）