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俄羅(luo)斯莫斯科(ke)(ke)國立科(ke)(ke)技大(da)學鋼鐵合金學院(yuan)(NUST MISIS)的(de)科(ke)(ke)研人員和(he)他們來(lai)自埃及開羅(luo)中(zhong)央(yang)冶金研究院(yuan)的(de)同事一(yi)起開發出了一(yi)種氮化鋁結合碳化硅的(de)復(fu)合材料，可以將(jiang)聚光太陽能(neng)發電塔集(ji)熱器的(de)使用壽命延(yan)長至5年。這篇研究文章已經發表在《Renewable Energy》雜志上。

聚光(guang)(guang)太陽(yang)能發(fa)電系(xi)統(tong)中，定日(ri)鏡將(jiang)太陽(yang)光(guang)(guang)反射(she)集(ji)中到發(fa)電塔頂(ding)部的聚光(guang)(guang)倍率可超過1000倍的集(ji)熱(re)器(qi)上，在集(ji)熱(re)器(qi)的腔體(ti)內產生高溫(wen)，集(ji)熱(re)器(qi)再將(jiang)熱(re)能傳給工質(zhi)，經過蓄熱(re)環節，輸入熱(re)動(dong)(dong)力機，膨脹(zhang)做功，帶動(dong)(dong)發(fa)電機，最(zui)后(hou)以電能的形式輸出。

碳化硅陶瓷材料，具有高強度和優良的抗氧化性能，是太陽能集熱器的傳統元件。但是，碳化硅材料對鹽熔體的侵蝕性環境很敏感，嚴重影響了集熱器的使用壽命。

氮化鋁是一(yi)種很有前(qian)途的碳(tan)化硅(gui)添(tian)加劑，它(ta)具有高導熱系數(shu)、低熱膨脹系數(shu)和(he)耐高溫等(deng)優點，在太陽能光(guang)熱轉換領(ling)域(yu)展現(xian)出巨大的應用前(qian)景。

此次俄(e)羅(luo)斯開發的(de)基(ji)于碳化硅(gui)結合氮化鋁(lv)的(de)復合材(cai)料中(zhong)含有高達(da)40%的(de)氮化鋁(lv)添(tian)加(jia)物。在研究過程中(zhong)，科研人員(yuan)優選了新型復合材(cai)料的(de)最佳添(tian)加(jia)劑組成和燒結溫度。由(you)于在碳化硅(gui)晶界(jie)形(xing)成了固溶體，使(shi)得復合體的(de)性能大大超(chao)過了傳統(tong)的(de)碳化硅(gui)陶瓷。

這種復合材料具(ju)(ju)有較(jiao)高的導熱系數和耐熱性，同時(shi)具(ju)(ju)有較(jiao)低的熱膨脹系數，而且耐腐蝕性能顯著(zhu)提高，能夠有效延長聚光太陽能發電塔(ta)集熱器的使(shi)用壽(shou)命。

“氮化(hua)鋁復(fu)合碳化(hua)硅材料(liao)(liao)具有良好的熱(re)化(hua)學性能(neng)(neng)和熱(re)機械性能(neng)(neng)，在(zai)冶金(jin)、航(hang)(hang)空航(hang)(hang)天等高(gao)溫領(ling)域有廣闊的應用(yong)前(qian)景(jing)”，埃及研究小組負責人(ren)Emad Ewais博(bo)士介紹(shao)說：“太陽(yang)能(neng)(neng)應用(yong)需要沒有缺陷的耐用(yong)材料(liao)(liao)。接下來，我們(men)計劃(hua)在(zai)太陽(yang)能(neng)(neng)裝置中(zhong)測試新開發的氮化(hua)鋁復(fu)合碳化(hua)硅材料(liao)(liao)。”