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化石能源的枯竭促使各国竞相开发新的能源,绿色可再生的太阳能光热利用技术已成为各国研究的热点,如何将太阳能储存在需要时加以利用更是提高太阳能光热利用效率关键。石墨尾矿是一种固体工业废料,是由石墨矿产资源经过开采后排出的尾矿矿浆经自然风干脱水后形成的。石墨尾矿的大量堆存不仅占用土地、而且污染环境。鉴于太阳能储热的要求及环境保护的需求,本文以石墨尾矿、山东页岩、星子高岭土、钾长石、钠长石、滑石、SiC为原料,采用埋粉烧结法制备了高热导石墨尾矿质储热陶瓷。运用XRD、SEM等现代测试技术研究了配方组成、烧成温度、矿化剂和高热导无机材料对石墨尾矿质储热陶瓷的结构与性能的影响,并探讨了拓宽石墨尾矿质陶瓷烧成温度、提高石墨尾矿质热导率的作用机理。以KNO3为高温粘结剂制备了与石墨尾矿质储热陶瓷基体结合良好的封装剂,利用该封装剂将无机盐相变材料（Ba Cl2-KCl-NaCl）封装于高热导石墨尾矿质蜂窝陶瓷中制得潜热-显热复合储热材料并研究了复合储热材料的抗热震性。利用石墨尾矿、山铝页岩、星子高岭土为主要原料,采用半干压成型和无压烧结,经10601140℃烧成制备了A系列陶瓷样品。探讨了配方组成及烧成温度对样品进行了理化性能和抗热震性能的影响。A系列五个配方样品中,经1100℃烧成的A1配方（石墨尾矿50%、页岩20%、星子高岭土15%、钾长石10%、钠长石5%）样品和A3（石墨尾矿70%、页岩10%、星子高岭土5%、钾长石10%、钠长石5%）配方样品综合性能较优。经1100℃烧成的A1样品的吸水率、气孔率、体积密度分别为:0.19%、0.46%、2.44 g/cm3,抗折强度达到82.75MPa。经30次室温600℃热震循环条件后抗折强度为81.60 MPa,抗折强度损失率为6.79%。经XRD、SEM研究表明,A1样品的相组成为呈蜂窝状的钠长石、板块状α-石英和颗粒状的赤铁矿,A3样品的相组成为呈蜂窝状的拉长石、板块状α-石英和颗粒状的赤铁矿,它们构成样品的骨架,赋予样品较高的强度。经1100℃烧成的A3配方样品的吸水率、显气孔率、体积密度和抗折强度分别为0.07%、0.17%、2.48g/cm3和79.06MPa,经30次室温600℃热震循环条件后抗折强度为76.69 MPa,抗折强度损失率为3.90%。A3样品中相组成为蜂窝状的拉长石,板块状的α-石英,以及颗粒状的赤铁矿。A1、A3配方样品的烧成温度范围为10801030℃,烧成温度范围较窄。为拓宽石墨尾矿质陶瓷烧成温度,在A1、A3配方中分别引入矿化剂,研究了组成、结构与性能的关系,重点探讨了矿化剂拓宽石墨尾矿质陶瓷烧成温度范围的机理。在A1基础配方中分别引入滑石和钾长石两种矿化剂设计了G系列配方,其中经1110℃烧成的G4样品（外加20%滑石）的综合性能最优。经1110℃烧成的G4样品的吸水率、气孔率、体积密度分别为:0.19、0.22、2.45 g/cm3,抗折强度为114.38 MPa。经30次室温600℃热震循环后抗折强度为91.50 MPa,抗折强度损失率为13.44%。G4样品的相组成为蜂窝状和片状颗粒的钙长石、长柱状的顽火辉石以及板块状的石英晶体。在A3基础配方中分别引入滑石和钾长石两种矿化剂设计了H系列配方,其中经1110℃烧成的H3样品（外加15%滑石）的综合性能最优,经1110℃烧成的H3样品的吸水率、气孔率、体积密度分别为:0.27、0.11、2.53 g/cm3,抗折强度为124.45 MPa。H3样品晶相组成为呈蜂窝状拉长石、短柱颗粒状拉长石,板块状的α-石英以及长柱状的透辉石。经热震循环（室温600℃）30次后H3样品的抗折强度为113.30 MPa,抗折强度损失率为9.17%。经1110℃烧成的H3样品600℃下的热导率为1.91 W/（m·K）。G系列样品的的烧成温度范围为:10801140℃。H系列样品的烧成温度范围为10801140℃。在石墨尾矿质陶瓷中引入矿化剂滑石或钾长石可拓宽石墨尾矿陶瓷的烧成温度范围,改善样品的结构与性能。为了提高石墨尾矿陶瓷的热导率,在H3配方中引入SiC、Si3N4两种高热导无机材料设计了K系列配方,采用半干压成型、埋粉烧结制备样品。探讨了提高石墨尾矿质陶瓷的热导率途径。K系列样品经11101210℃烧成,对样品进行了理化性能、抗热震性能测试。研究结果表明经1170℃烧结的K3样品（外加30%Si C）致密化程度高,抗热震性能良好,600℃下的热导率为3.89 W/（m·K）,K3样品热导率较H3样品显著提高。其吸水率、气孔率、体积密度、分别为:0.04%、0.06%、2.69g.cm-3,抗折强度为142 MPa。经热震（室温600℃）30次后K3样品表面无裂纹,热震后抗折强度为138 MPa,强度损失率为2.60%,具有良好的抗热震性。K3样品的相组成分析和显微结构分析表明,样品中存在大量呈蜂窝状的钙长石晶粒呈三维结构生长、石英块状晶粒、Si C块状晶粒以及短柱状辉石晶粒弥散其中,晶粒大小一致。在石墨尾矿质陶瓷中添加SiC材料,能显著提高其热导率。经1170℃烧成的K3样品是一种高热导石墨尾矿质储热陶瓷材料。以经1170℃烧成的K3配方样品熟料粉末,高温粘结剂KNO3、熔剂粉、硼酐为原料设计了用于制备无机盐-石墨尾质陶瓷潜热-显热复合储热材料的封装剂配方组成,研究了封装剂与石墨尾矿质陶瓷结合机理。涂覆封装剂的石墨尾矿质陶瓷结合样品经室温600℃热震实验,对比研究发现以70%K3配方样品熟料粉末,30%KNO3、10%熔剂粉制备的F1封装剂与石墨尾矿质陶瓷基体结合性最好。实验表明热震30次后封装剂与基体结合牢固,无裂纹、无开裂。挑选最佳配方K3,添加增塑剂、润滑剂,经配料、球磨、练泥、陈腐、采用立式挤出工艺制备了高热导石墨尾矿质蜂窝陶瓷,探讨了烧成温度对石墨尾矿质蜂窝陶瓷理化性能、相组成及显微结构的影响。其中经1190℃烧成的高热导石墨尾矿质蜂窝陶瓷的理化性能最优,其吸水率、气孔率、体积密度分别为2.98%、7.56%、2.73g.cm-3,主要的相组成为钙长石、石英及辉石。以分析纯氯化钡、氯化钾、氯化钠为原料（28%:37%:35%）制备了三元复合无机盐PCM,对其进行TG-DSC分析,研究结果表明,三元氯盐PCM的相变温度为543℃,相变潜热为172.53J/g。在室温700℃使用温度范围内,三元氯盐PCM发生由固相向熔融液相转变的物理变化,无分解反应,可用于作为太阳中温段潜热储热材料。利用F1封装剂将三元氯盐相变材料封装于高热导石墨尾矿质蜂窝陶瓷基体中制备了潜热-显热复合储热材料,复合储热材料经热震（室温600℃）30次实验处理,PCM相变材料从封装剂中渗出,在石墨尾矿质蜂窝陶瓷孔中无渗透。