三元硝酸熔鹽體系的相圖研究

朱文龍

(北京博鼎誠工程設計有限公司廣州分公司，廣東 廣州 510655)

熔鹽具有導熱系數大、熱穩定性好、熱容量大等突出優勢，是高溫蓄熱材料的最佳選擇之一，廣泛應用于太陽能熱發電等新能源領域。太陽能熱發電的開發利用和工業系統節能均取決于儲熱技術的發展狀況，研究開發高效能低成本熔鹽蓄熱傳熱材料，可在一定程度上解決制取新能源所面臨的高成本、低產率等問題。良好的蓄熱傳熱材料是蓄熱系統運行的重要環節，更是緩解當下全球能源危機的關鍵所在。

相圖是在材料科學中應用廣泛，是材料發展和生產的重要基礎，對材料科學的進步起關鍵性作用，因此，相圖工作與工業生產是密切相關的。目前已經測得的熔鹽相圖數達幾千張，主要是三元或三元以下體系的相圖。進行具體物質體系相圖計算時需要設計具體算法才能較為準確地得到該體系相圖。

本文從材料科學發展和工業生產對相圖的急切需求的工程背景，提煉開發出高溫蓄熱技術所需要解決的低成本高性能熔鹽材料體系構建的關鍵科學問題，作為研究目標。發展傳熱蓄熱材料性能可控的制備新技術，獲得對高效儲能技術創新發展有導引與基礎支撐作用的科學認知積累。

本文主要涉及三元硝酸熔鹽體系LiNO3- KNO3-Ca(NO3)2的相圖計算，其是從純熔鹽熱力學數據出發，基于化學勢相等和吉布斯自由能最小原理，計算二元體系的共熔點和相互作用系數，在二元體系基礎上計算三元體系的共熔點及相應的組成。……