1. 研究目的与意义（文献综述）

随着科技进步和人类社会发展，人们对生活水平的需求越来越高。然而能源需求和环境污染问题日益严重，严重威胁人类社会的生活水平。因此，世界上的许多国家纷纷开展节能减排计划，研究能源战略方案。在政府以及社会各界人士的强烈呼吁下，面对日益恶化的环境问题，研发出新型高效可持续的能源供应体系成为科研领域的重中之重。太阳能热利用技术作为可再生能源利用技术中最有前途的利用技术之一，正引起世界越来越多国家的重视，具有广阔的发展前景。

目前，应用于太阳能热利用系统的传热储热工质主要有水/蒸汽、导热油、无机熔融盐，金属及其合金等。然而，水/蒸汽在高温使用时存在高压问题，导热油的最高使用温度受到限制，无机熔融盐具有热导率高、使用温度范围广、蒸汽压低、热容量大等优点，但熔融盐工质凝固点较高，且液态熔盐具有较强的腐蚀性，对管道材料要求较高。相对于以上传热介质，金属及其合金具有储热密度大、热导率高、蒸汽压低以及对管道容器的腐蚀性小等优点，近年来国内外学者提出以液态金属或低熔点合金作为传热介质并作了相关的研究，逐步的将金属及其合金的应用与研究扩展到了传热领域，这不仅有利于解决传统传热载体的一些弊端，而且也将会大大的促进太阳能热发电系统的发展。因此，研究设计一种性能稳定、熔点低、使用温度范围广、蒸汽压低和腐蚀性低的新型传热储热工质显得尤为重要。

低熔点合金，是指熔点低于232℃(sn的熔点)的易熔合金；通常由bi、sn、pb、zn、in等低熔点金属元素组成。低熔点合金常被广泛地用做焊料，以及电器、蒸汽、消防、火灾报警等装置中的保险丝、熔断器等热敏组件，是一类颇具发展潜力的低熔点合金新型材料。一般来讲，低熔点合金主要应用在医疗上用来做特定形状的防辐射专用挡块；同时可以用作铸造制模，生产特殊产品用模具、铸造特殊用产品；用于电子电气自动控制，作热敏元件、保险材料、火灾报警装置等；在折弯金属管时，作为填充物；做金相试样时，作为嵌镶剂。低熔点合金目前已广泛地应用于机械、航空、汽车、电气仪表、轻工以及原子能工业等场所。近年来，低熔点合金模具正在各行业得到推广使用。正是因为低熔点合金具有导热系数高、储能密度大、使用温度范围广、性能稳定等特点，所以它被认为是一种潜在的宽温域传热工质。但由于我们对低熔点合金传热材料的研究起步较晚，因此在材料的设计、应用以及产品的设计和加工方面，有很大的研究空间。

2. 研究的基本内容与方案

2.1 基本内容

材料制备：制备共晶sn-bi-zn低熔点合金传热材料，然后添加不同含量的纳米氧化钐颗粒。

材料表征：运用xrf，xrd及扫描电子显微镜表征制备合金的元素成分、物相组成及微观结构，运用dsc分析合金的相变温度及比热容，运用激光导热仪测定合金热扩散系数，测定合金密度，并通过数据计算得出合金导热系数。

3. 研究计划与安排

第1－3周：查阅相关文献资料，完成英文翻译。明确研究内容，了解研究所需原料、仪器和设备。确定技术方案，并完成开题报告。

第4－7周：按照设计方案，制备纳米氧化钐增强sn-bi-zn合金材料。

第8－11周：采用xrd、xrf、扫描电子显微镜、dsc、激光导热仪等测试技术对制备材料的物相、显微结构、相变温度、比热容、热扩散系数、合金密度、合金导热系数进行测试。

4. 参考文献（12篇以上）

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[2] ma d, wu p. improved microstructure and mechanical properties for sn58bi0.7zn solder joint by addition of graphene nanosheets[j]. journal of alloys amp; compounds, 2016, 671:127-136.

[3] billah m m, shorowordi k m, sharif a. effect of micron size ni particle addition in sn–8zn–3bi lead-free solder alloy on the microstructure, thermal and mechanical properties[j]. journal of alloys amp; compounds, 2014, 585(6):32-39.