1. 研究目的与意义（文献综述）

随着科学技术的进步和人类社会的发展，能源需求日益严重，并已成为制约人类社会发展的瓶颈。因此，许多国家大力倡导节能减排，鼓励各种可再生能源的开发和利用。在众多节能减排与可再生能源利用系统中热量的转换、传输与储存技术能够保证系统的连续稳定运行，提高系统效率，是节能减排和可再生能源利用的关键技术之。传热储热材料的选择是热量转换、传输与储存的基础。

目前常用的传热储热材料有水／蒸汽、导热油、熔融盐和液态金属等。其中，金属及合金由于具有导热系数高、使用温度范围广、使用寿命长、性能稳定等优点而得到国内外研究者的广泛关注，尤其是以sn、bi、pb、cd、in、ga、sb等低熔点金属元素组成的低熔点合金，具有密度高、高储热密度，优异的热稳定性，熔点低和沸点高等物理特性，是一种潜在的中低温相变储热材料和热量传输介质。但是，目前对于低熔点合金的应用多集中于焊料、制模材料和芯片散热材料,过去的几十年中对低熔点合金的研究大都基于此用途，人们对液态金属用作传热储热工质的研究相对较少，而合金的热和电性能的研究对于许多技术应用是重要的。为了表征和测试金属合金的性能和稳定性，电和热导率是基本物理量。根据相关研究，热由电子，声子，磁传递，有时由固体中的光子传递。总热导率是固体中所有能量载体的热导率的总和。由于导体中的电子和声子是热的主要载流子，所以金属的总热导率可以表示为电子和声子贡献的总和。因此，研究基于sn、bi、pb、cd、in、ga、sb等低熔点金属元素组成的低熔点合金传热性能及传热机理就显得至关重要了。

综上所述，由于sn，bi，zn三种金属与其它合金元素相比来源广泛，价格便宜且对环境没有损害，所以本课题针对sn-bi-zn系低熔点合金的微观结构及热物性进行研究，并探索合金传热机理，为低熔点合金传热介质的应用提供理论基础。

2. 研究的基本内容与方案

2.1 基本内容

材料制备：制备sn-bi,sn-bi-zn低熔点合金传热材料；原材料为sn锭，bi锭及zn粒；材料制备设备为坩埚，浇注模具。

1) 材料表征：sn-bi-zn系低熔点合金进行微观结构表征，热物性测试和导电率测试；通过xrd、xrf、sem等表征手段对其微观形貌结构、相组成及元素构成进行了分析，采用差示扫描量热法（dsc）、激光导热仪等热物性测试技术对其热力学性能进行了系统评估，并运用导电率测试仪测定合金的导电率，通过威德曼-弗朗兹定律计算并得到电子和声子在合金热导率中的占比。

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，完成材料制备。

第8－11周：表征微观结构及热物性，建立模型探索合金传热机理。

4. 参考文献（12篇以上）

[1] 沈国勇. 低熔点合金的性能、用途和发展[j]. 机械工程材料, 1981(4):30-34.

[2] 李元元, 程晓敏. 低熔点合金传热储热材料的研究与应用[c]// 2013北京国际储能大会. 2013:189-198.

[3] 刘利. 基于bi-pb-sn-cd合金的传热流体设计及传热储热特性研究[d]. 武汉理工大学, 2013.