由于上个世纪70年代石油危机的暴发，以及无节制的开采资源带来的环境问题，太阳能等可再生能源得到人们的重视。而在太阳能的利用中太阳能热发电能够有效解决当前能源、资源和环境等诸多复杂问题，是最有可能引发能源革命的技术成果之一。塔式太阳能热发电系统效率高，是最有可能实现大功率发电的太阳能热发电系统。输热管道是塔式太阳能热发电系统中十分重要的部件，要求输热管道能耐1000℃以上的高温并要求其具有良好的抗热震性能。目前，太阳能热发电系统的输热管道大都采用的合金管道，合金管道抗热冲击差且耐腐蚀性差。因此，研制性能优良的输热管道材料对实现高效、大功率的太阳能热发电具有重大意义。　　 针对这一课题，本文研制了烧成温度低、烧成温度范围宽、热震性能好的耐高温的Ca-Mg-Al-Si系Al2O3基复相陶瓷输热管道材料及其匹配的连接剂。分析探讨了不同的配方组成和烧结温度对Ca-Mg-Al-Si系Al2O3基复相陶瓷材料的结构、性能的影响。实验中对材料的烧成线收缩、Wa(Pa、D)、抗折强度、热膨胀系数、热震性等基本理化性能进行了测试，采用XRD、SEM、EPMA等现代测试分析手段对样品的晶相、微观结构进行了测试分析。　　 以α-Al2O3、高岭土、方解石、滑石、石英为主要原料，并添加锂辉石和硼酸作为烧结助剂，采用无压烧结法制备用于太阳能热发电Ca-Mg-Al-Si系Al2O3基复相陶瓷，分析探讨了样品的配方组成和烧结温度对Ca-Mg-Al-Si系Al2O3基复相陶瓷材料结构和性能的影响。结果表明:经1380℃烧结A5(α-Al2O370.44wt％、高岭土5.97 wt％、方解石7.06 wt％、滑石12.83 wt％、石英3.7 wt％、硼酸3wt％）样品性能优良，样品的Wa、Pa和D分别为0.25％、0.73％和2.96g.cm-3，抗折强度为180.84 MPa，经30次热震（室温～1100℃，气冷）后，样品无裂纹、不开裂，强度不仅没有损失，反而增加了4.88％。相组成分析表明，A5样品的晶相为刚玉、镁铝尖晶石、钙长石和少量的石英。SEM研究结果表明，镁铝尖晶石的生成，形成“钉扎效应”，有利于氧化铝晶粒的细化。同时这些氧化铝小颗粒形成“蠕虫状”连接，提高样品的抗折强度。热震分析结果表明，添加硼酸能在样品中形成硼硅酸盐玻璃，有利于提高样品的抗热震性，但添加量也不能过多，最佳添加量为3wt％。　　 以煅烧铝矾土、方解石、烧滑石、工业氧化铝、超细ZrO2(PSZ)为主要原料，采用无压烧结法制备用于太阳能热发电Ca-Mg-Al-Si系Al2O3基复相陶瓷，分析探讨了样品的配方组成和烧结温度对Ca-Mg-Al-Si系Al2O3基复相陶瓷材料结构和性能的影响。结果表明:经1400℃烧结B2(煅烧铝矾土70 wt％、烧滑石16.86wt％、工业氧化铝13.14 wt％、超细ZrO2(PSZ)10 wt％、方解石3wt％）样品性能优良，样品的Wa、Pa和D分别为0.13％、0.4％和3.2g.cm-3，抗折强度为161.49 MPa，经30次热震（室温～1100℃，气冷）后，样品无裂纹、不开裂，强度不仅没有损失，反而增加了12.05％。相组成分析表明，B2样品的晶相为刚玉、镁铝尖晶石、单斜氧化锆和少量的石英。SEM研究结果表明，镁铝尖晶石的生成，形成“钉扎效应”，有利于氧化铝晶粒的细化。同时在刚玉晶体上可以看出“拔出”现象留下的孔洞，有利于提高样品的抗折强度。热震分析结果表明，添加超细ZrO2(PSZ)能有效提高样品的抗热震性，氧化锆的增韧主要是微裂纹增韧。　　 以管道基材B2坯粉和低温熔剂为主要原料，制备了Ca-Mg-Al-Si系Al2O3陶瓷太阳能输热管道连接剂，探讨了熔剂的添加量、连接剂相组成和微观结构对连接性能的影响。结果表明:采用配方C3连接剂(管道坯粉30 wt％，熔剂2001为70wt％)连接管道基材，经1100℃烧成的连接件的剪切强度最大，为39.14MPa，但热震（室温～1100℃，气冷）2次破裂。从润湿实验来看，采用管道基材和熔剂制备的连接剂来连接管道材料是可行的，同时熔剂的添加量越多对管道基材的润湿性越好。从连接强度来看，熔剂添加量并不是越多越好，当熔剂的含量为70wt％时，连接的强度最高。连接剂的相组成表明，连接剂中主要为玻璃相，并含有少量的晶相（钙长石、刚玉或硅酸锆）。连接件的SEM图表明，连接剂与管道基材连接紧密，主要是连接剂高温时产生大量液相，液相在毛细管作用力下，很容易的扩散到管道基材内部，从而与管道基材形成紧密的结合。从抗热震性的实验结果来看，连接件的抗热震性较差，主要是连接剂的抗热震性不好导致的，连接剂的抗热震性有待进一步改善。