作者：肖卫强1杨贤燕2周国俊1蒋健1殷晓红3余志扬4苟中入2

作者单位：1.浙江中烟工业有限责任公司2.浙江大学浙江加州国际纳米技术研究院3.浙江大学流体动力与机电系统国家重点实验室4.浙江大学原子核农业科学研究所

刊名：材料科学与工程学报

ISSN：1673-2812

出版年：2024-01-04

卷：42

期：3

起页：372-378+404

止页：

分类号：TQ174.1

语种：中文

关键词：数据驱动;多孔陶瓷管;中温隔热;三维打印;

内容简介

随着中温区电加热的电子产品和家电用品不断涌现，低成本的高效保温隔热材料研究日益成为热点。如何确保管路内部快速升温并避免外表温度大幅波动，有效提高能源利用率，是保温隔热材料领域的挑战。据此，本研究以低熔点玻璃助烧结的镁橄榄石、莫来石、珍珠岩和磷酸锌等复合物陶瓷为对象，从数据驱动的壁内多孔结构隔热管件优化设计出发，开展陶瓷隔热管件三维打印制造，通过显微结构和力学性能分析，并围绕管件的导热、隔热影响因素评估，系统考察了该类新型隔热管件的理化、力学和隔热性能及影响关系。结果表明，通过对沿管壁环绕的矩形大孔高度调控(400～1 200μm)、管腔内热源区的管壁倍增(1.2 mm×2 mm)以及有机微球造孔剂引入(～9%),同时通过烧结温度控制(700～750℃),可以显著改善热流出口区的温度水平(～20℃),并显著优于不锈钢真空隔热管的出口温度。研究结果表明，增材制造复合陶瓷管件具有优良的综合性能以及较低的原料成本，使得多孔陶瓷隔热管件在中温隔热领域具有广阔的应用前景。