In元素对Sn-Bi-Zn传热储热合金高温容器相容性的影响

作者：王青萌; 刘志; 程晓敏^*; 程千驹; 吕泽安

来源：储能科学与技术, 2022, 11(01): 9-18.

DOI：10.19799/j.cnki.2095-4239.2021.0355

• Sn-Bi-Zn-In
• 传热储热
• 热物理性质
• 高温相容性

合金材料与容器壳体的相容性是影响传热储热系统使用寿命的重要因素之一。本文选用前期开发的SnBi-Zn系传热储热合金，添加In元素进行改性，研究700℃下液态合金对20碳钢、304不锈钢、316不锈钢结构材料的腐蚀作用。实验采用恒温全浸泡腐蚀法，通过扫描电子显微镜(FE-SEM)和EDS光谱仪分析腐蚀前后合金基体和容器材料的微观形貌和元素分布，采用差示扫描量热法(DSC)和激光闪光法(LFA)研究了样品腐蚀前后的热物性。腐蚀动力学表明，实验结果符合抛物线规律，扩散系数依次为D(20C)>D(304)>D(316)。腐蚀过程中由于钢片中元素的溶解以及基体合金元素的扩散消耗，使得合金基体的热导率略有增加。机理分析表明，In元素氧化反应的吉布斯自由能比容器材料中元素的小，可在腐蚀界面处形成氧化层，防止容器材料的溶解腐蚀和氧化腐蚀。

• 单位
  武汉理工大学; 黄冈师范学院