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陶瓷热障涂层和热循环试验研究Study of Ceram ic T herm al B arrier Coating and T herm al Cycling T est陈孟成 吴凤筠 沈文雁 高阳 李建平(北京航空材料研究院)Chen M engcheng W u Fengyun Shen W enyen Gao Yang L i J ianp in(In stitu te of A eronau ticalM aterials,B eijing) [摘要] 对利用电子束物理气相沉积(EB2PVD)制备的Y2O3稳定Zr O2陶瓷层(YSZ)热循环试验进行了初步研究。
试样在高温条件下经受了冷热循环试验。
通过扫描电镜和X2衍射等方法揭示了TBC涂层在热循环试验前后涂层形貌和相结构的变化。
[关键词] 陶瓷 热障涂层 热循环 [Abstract] In th is p ap er,the ther m al cycling test has been perfo r m ed on the TBC coatings w h ich m ade of Y2O3stab ilized Zr O2by electron beam physical vapou r depo siti on(EB2 PVD)1T he sam p les are sub jected to ther m al cycling test under the h igh tem peratu re1T he resu lts reveal the m o rpho logy and phase tran sfo r m ati on by m ean s of SE M and XRD1 Keywords ceram ic ther m al barrier coating ther m al cycling 热障涂层(TBC s)主要以M C r A lY作为底涂层, Y2O3部分稳定的Zr O2涂层作为面涂层。
第1篇一、实验目的本次实验旨在研究陶瓷电阻的物理特性，包括电阻值、温度系数、电阻率等，以及陶瓷电阻在电路中的应用。
通过实验，了解陶瓷电阻的基本原理和制作方法，为后续相关研究提供参考。
二、实验原理陶瓷电阻是利用陶瓷材料具有较高的电阻率和良好的稳定性而制成的电阻元件。
其主要特点是电阻温度系数小、耐高温、耐腐蚀、耐振动、耐冲击等。
陶瓷电阻的电阻值、温度系数、电阻率等参数可通过实验测量得到。
三、实验器材1. 陶瓷电阻：若干个不同规格的陶瓷电阻；2. 电阻测量仪：用于测量陶瓷电阻的电阻值；3. 温度计：用于测量陶瓷电阻的温度；4. 电源：提供实验所需的电压；5. 接线板：用于连接实验器材；6. 实验台：用于放置实验器材。
四、实验步骤1. 测量陶瓷电阻的电阻值：将陶瓷电阻接入电阻测量仪，读取电阻值；2. 测量陶瓷电阻的温度系数：将陶瓷电阻置于温度计附近，测量不同温度下的电阻值，计算温度系数；3. 测量陶瓷电阻的电阻率：将陶瓷电阻置于电阻测量仪，读取电阻值，计算电阻率；4. 陶瓷电阻在电路中的应用：将陶瓷电阻接入电路，观察其在电路中的性能。
五、实验结果与分析1. 陶瓷电阻的电阻值：实验结果显示，不同规格的陶瓷电阻具有不同的电阻值，符合预期；2. 陶瓷电阻的温度系数：实验结果显示，陶瓷电阻的温度系数较小，说明其在温度变化时电阻值变化不大，具有良好的稳定性；3. 陶瓷电阻的电阻率：实验结果显示，陶瓷电阻的电阻率较高，符合预期；4. 陶瓷电阻在电路中的应用：实验结果显示，陶瓷电阻在电路中表现出良好的性能，如耐高温、耐腐蚀、耐振动等。
六、实验结论1. 陶瓷电阻是一种具有良好物理特性的电阻元件，适用于电路中要求稳定性、耐高温、耐腐蚀等场合；2. 通过实验，掌握了陶瓷电阻的电阻值、温度系数、电阻率等参数的测量方法；3. 陶瓷电阻在电路中的应用表明，其在实际应用中具有良好的性能。
七、实验注意事项1. 实验过程中，注意安全，避免触电、烫伤等事故；2. 测量陶瓷电阻时，确保仪器准确可靠；3. 实验数据应准确记录，以便后续分析；4. 注意实验过程中的温度控制，避免对实验结果产生影响。
辽宁科技大学硕士学位论文２氧化锆、氧化钛和氧化镁对剐玉质陶瓷蓄热体性能的影响由表２．８和图２．３可以看出在１５００。
Ｃ线膨胀系数的排列顺序依次为４４＞１８＞２８＞３４；其原因为３４试样加入氧化钛生成了钛酸铝，线膨胀系数最小；２８因镁砂的加入生成镁铝尖晶石，其线膨胀系数与刚玉的线膨胀系数相近，故其线膨胀系数大小与１４试样相近；４“试样的线膨胀系数较大是因为Ｚｒ０２的线膨胀系数为１０×１０～／。
Ｃ，大于刚玉的线膨胀系数。
２．２．３．２扫描电镜和能谱分析用扫描电镜和能谱仪对１４、２４、３４、４４试样进行显微结构分析（１）１４试样的显微结构分析和能谱分析图２．４１４的ＳＥＭ图（×５００）ＳＥＭｐｈｏｔｏｇｒａｐｈｓｏｆ１４Ｆｉｇ．２．４由图２．４可以看出１“试样烧结的不太好，颗粒大小分布不均匀，最大尺寸的达５０ｕｎｌ，最小尺寸的不到２Ｈｍ，板状大颗粒为多棱角不规则状，表面有少量微气孔存在，小颗粒为球状。
辽宁科技大学硕士学位论文２氧化锆、氧化钛和氧化镁对刚玉质陶瓷蓄热体性能的影响图２．５１４的ＳＥＭ图（ｘ１０００）Ｆｉｇ．２５ＳＥＭｐｈｏｔｏｇｒａｐｈｓｏｆ１８表２．９ｌ。
试样的ＥＤＡＸ分析，ｘ％Ｔａｂｌｅ２．９ＥＤＡＸａｎａｌｙｓｉｓｏｆ１４ｓａｍｐｌｅ，ｘ％由图２．５和表２．９可以看出，１点、２点均为刚玉颗粒。
试样中仍有大量微小的颗粒没有烧结，颗粒的分布状态不均匀，将影响其使用性能。
故应加入适当的添加剂改变这种情况。
（２）２４试样的显微结构分析和能谱分析图２．６２４的ＳＥＭ图（×５００）Ｆｉｇ．２．６ＳＥＭｐｈｏｔｏｇｒａｐｈｓｏｆ２８丑宁科技大学硕士学位论文２氧化锆、氧化钛和氧化镁对刚玉质陶瓷蓄热体性能的影响与１４试样相比，颗粒大小的分布状态有了改善，颗粒尺寸介于２～１５ｐｍ之间，但分布状态仍不理想；大小颗粒结合较为疏松，气孔较多，不规则的分布于颗粒之间，气孔尺寸介于５～８ｐｍ之间。
某蜂窝陶瓷蓄热体热交换特性数值模拟及优化陈志超【摘要】采用正交试验方法,对某蜂窝陶瓷蓄热体的吸热、放热过程进行数值模拟,研究蓄热体孔边长、蓄热体孔壁厚、蓄热体长度、烟气入口温度、气体流速和换向时间等参数对蓄热体压力损失和综合换热系数等热交换特性参数的影响规律,通过回归分析得出各参数的影响显著性排序,最终得到最优的蓄热体结构和工况参数.【期刊名称】《韶关学院学报》【年(卷),期】2018(039)006【总页数】5页(P52-56)【关键词】蓄热体;热交换特性;数值模拟;优化设计;正交试验【作者】陈志超【作者单位】韶关学院物理与机电工程学院,广东韶关512005【正文语种】中文【中图分类】TK122为回收锻造加热炉中的热量以用于预热助燃空气，锻造加热炉中常配有蓄热体.蓄热体通过周而复始地吸收烟气的热量并向助燃空气释放热量，实现锻造余热回收，如图1所示.研究蓄热体热交换特性对提高余热回收效率具有重要意义.目前，国际火焰协会（IFRF）、荷兰、德国、瑞典、美国等国家均对余热回收技术进行了大量研发［1-3］，应用方面则是日本处于领先地位.我国清华大学、北京科技大学、华南理工大学、宝钢技术中心等对该技术进行了研发和推广，主要集中在炉型、蓄热体和换向阀等关键部件的材质和形状的选用，换向时间、燃气空气的流速和质量分数对燃烧火焰特性的影响等方面［4-6］.对蓄热体的热交换特性，已发表的研究主要是基于类比方法进行理论推导以求出近似的解析解［1］，或者是利用单因素法进行数值模拟或试验验证［2-3］.由于影响蓄热体热交换特性的因素数量多，单因素法显然不够全面，而限于试验条件和时间，做全因素试验也不可取.本文基于正交试验法，采用Ansys软件中的Fluent模块对某蜂窝陶瓷蓄热体不同结构和工况参数下的余热回收过程进行数值模拟，得出其热交换特性参数，主要是综合换热系数和压力损失及其变化规律，并通过回归分析进行各因素的显著性排序，进而获得相对较优的蓄热体结构和工况参数，实现蓄热过程中较高的换热系数以及较低的压力损失.图1 蓄热体余热回收原理1 正交数值模拟试验设计蓄热体壁厚为定值且孔边长小于5 mm时，正方形孔的比表面积和开孔率均为最大［5］，故选取正方形孔蜂窝式蓄热体作正交数值模拟，因气体流速平行于孔的轴线，忽略蓄热体整体与外界的热交换，可认为蓄热体各单元与气体的热交换是独立的，各单元间不发生热交换.故蓄热体中任一单元的换热特性即能反映整个蓄热体的换热特性［6］.蓄热体单元为空心正四棱柱结构，其正方形横截面边长等于内孔边长（A）与壁厚（B）之和，如图2所示.图2 蓄热体单元蓄热体的综合换热系数、压力损失主要与蓄热体单元当量直径（孔边长A）、壁厚（B）、长度（C）、气体流速（D）、气体温度（E）和换向时间（F）有关［7］.各因素水平取值如表 1 所示.流体流动情况主要用雷诺数Re表征，其大小决定了粘性流体的流动特性.对于正方形截面流道，Re=.其中u为流体流动速度，m/s；L为流道正方形截面边长，m；v为流体粘滞系数，m2/s［9］.选取的试验参数中，流道横截面最大边长和流体最大流速分别为lmax=5 mm，umax=10 m/s.则最大雷诺数为Remax=271.93＜2 000，说明气体在蓄热体中的流动形式为层流，应选取层流模型进行模拟.选取氧化铝作为蓄热体的材料,其主要物理性质参数参照文献［10］氧化铝主要物理性质的参数.表1 各因素水平取值因素水平序号 A/mm B/mm C/mm D/ms-1 S1 1 0.5 200 2 S2 2 1.0 400 4 F/s 10 20 S3 3 1.5 600 6 1 300 30 S4 4 2.0 800 8 1 350 40 S5 5 2.5 1 000 10 1 400 50 E/K 1 200 1 250通过蓄热体的烟气和空气入口速度已知，且由设备本身决定；而烟气和空气出口速度未知，但压力已知.因此，蓄热体有限元模型中气体流入的边界选取速度入口边界条件、气体流出的边界选取压力出口边界条件.由于蓄热体单元及流场几何结构具有轴对称性，为节省运算时间，取1/4个蓄热体单元进行模拟.其中，各平面的性质设置如下（如图3所示）：（1）平面ABCD——烟气速度入口（空气压力出口）；（2）平面HIJK——烟气压力出口（空气速度入口）；（3）平面DCBEFG、平面KJILMN——传热表面；（4）平面HIBA、平面KHAD——旋转对称表面组1；（5）平面ILEB、平面NKDG——旋转对称表面组2；（6）平面JIBC、平面KJCD——气相、固相耦合表面；（7）平面MLEF、平面NMFG——绝热表面.由于蓄热体的蓄热和放热阶段进展速率不同步，存在一个不稳定的启动过程，其工作状态必须经过若干个传热周期才能逐渐趋于稳定.届时，相邻两个传热周期中，蓄热阶段和放热阶段的温度和压力分布将不再变化，故必须模拟出蓄热体的稳定工作状态.首先将整个蓄热体内的温度场均匀地设定为300 K（室温）；然后令1200~1 400 K的高温烟气进入蓄热体，蓄热阶段开始；经过一个换向时间后，改变边界条件，令300 K的空气从烟气的出口进入蓄热体，使之在放热阶段被逐渐加热至一个传热周期结束；再把该周期的终末状态作为下一个传热周期的初始状态，继续依次循环计算下去，直至达到稳定状态为止.若前后两次放热阶段结束时的空气出口温度相差不超过3 K，即认为已达到稳定状态，停止计算.并认为此次蓄、放热过程的综合换热系数和压力损失为蓄热体稳态下的特性参数.图3 1/4蓄热体单元各平面2 试验结果及分析将影响蓄热体的各因素按6因素5水平正交表进行组合试验，结果如表3所示.表3 正交模拟试验结果试验序号 A B C 1 1 1 1压力损失/Pa 439 2 1 2 2 1 203 D 1 2 E 1 2 F 1 2综合换热系数/W·(m2·K)-1 5.83 8.61 3 1 3 3 3 3 3 10.682 215 4 13.46 4 122 5 1 5 5 5 5 5 14.40 6 978 1 4 4 4 4 4 6 2.58 739 7 2 2 3 4 5 19.45 1 288 2 1 2 3 4 5 8 7.19 916 9 2 4 5 1 2 3 6.41 377 2 3 4 5 1 2 10 2 5 12 3 4 6.01 197 11 3 1 3 5 2 4 3.90 794 12 3 2 4 1 3 5 3.10 228 13 3 3 5 2 4 1 7.98 438 14 3 4 1 3 5 2 8.46 165 15 3 5 2 4 1 3 7.05 435 16 4 1 4 2 5 3 2.40 261 17 4 2 5 3 1 4 2.92 575 18 4 3 1 4 2 5 3.69 131 19 4 4 2 5 3 1 8.63 314 20 4 5 3 1 4 2 5.40 72 21 5 1 5 4 3 2 2.99 413 22 5 2 1 5 4 3 3.82 146 23 5 3 2 1 5 4 3.05 33 24 5 4 3 2 1 5 3.94 144 25 5 5 4 3 2 1 8.26 216对综合换热系数和压力损失两个特性指标对各因素关系分别作回归分析，得出各因素影响显著性概率P值，如表4所示.当某个因素的P＞0.05时，该因素的影响不显著；0.05≥P＞0.01时，影响显著；P≤0.01时，影响极其显著；P值越小则影响越显著［8］.可见，对综合换热系数，蓄热体边长、蓄热体孔壁厚和烟气入口速度的影响极其显著，烟气入口温度和换向时间的影响显著，蓄热体长度的影响不显著；对压力损失，蓄热体孔边长、蓄热体长度和烟气入口速度的影响极其显著，蓄热体孔壁厚、烟气入口温度和换向时间的影响显著.按各因素对综合换热系数影响的显著程度排序为蓄热体孔边长(A)＞蓄热体孔壁厚(B)＞烟气入口速度(D)＞换向时间(F)＞烟气入口温度(E)＞蓄热体长度(C)；按各因素对压力损失影响的显著程度排序为蓄热体孔边长(A)＞烟气入口速度(D)＞蓄热体长度(C)＞烟气入口温度(E)＞换向时间(F)＞蓄热体孔壁厚(B).表4 各因素对综合换热系数和压力损失影响显著性概率蓄热体特性参数 A B C综合换热系数1.40×10-6 1.14×10-5 0.083 9 D E F 0.011 3压力损失5.23×10-5 0.047 5 0.004 8 0.025 1 0.002 0 0.002 5 0.027 1 0.016 0随着蓄热体孔边长、换向时间增大，综合换热系数单调递减.这是因为当蓄热体孔边长增大时，流道截面积增大，蓄热体孔壁面积与流道中的气体体积之比减小，单位体积的气体与蓄热体孔壁接触的面积减小，高温烟气与蓄热体、蓄热体与低温空气之间交换的热量也减小；由于换向时间的延长，单位时间内高温烟气和低温空气与蓄热体之间交换的热量减少，即热交换速率降低，因此综合换热系数都将减小.当蓄热体孔壁厚、蓄热体长度、烟气入口速度、烟气入口温度增大时，综合换热系数单调递增.这是由于蓄热体孔壁厚的增大，使得参与热交换的蓄热体材料增多，单位时间内气体与蓄热体交换的热量也增大；蓄热体长度增大时，高温烟气和低温空气在蓄热体中流过的长度更大，高温烟气向蓄热体释放的热量更多、低温空气从蓄热体吸收的热量也更多，在换向时间不变的前提下，热交换的速率增大，烟气入口流速增大时（空气入口流速也相应增大），气体与蓄热体之间的对流换热加剧，对流换热速率增大、对流换热系数增大；当烟气入口温度升高时，高温烟气向蓄热体释放的热量增加，低温空气从蓄热体中吸收的热量也增加，在换向时间不变的前提下，热交换的速率增大，因此综合换热系数都将增大.随着蓄热体孔边长增大，压力损失单调递减.这是因为，无论在吸热期还是放热期内，当蓄热体孔边长增大时，流道截面积增大，蓄热体孔壁面积与流道中的气体体积之比减小，单位体积的气体受到蓄热体孔壁的摩擦减小，故压力损失减小.当蓄热体孔壁厚、蓄热体长度、烟气入口速度、烟气入口温度、换向时间增大时，压力损失单调递增.这是由于蓄热体孔壁厚越大，则参与热交换的蓄热体材料越多，在蓄热体吸热期内，高温烟气通过蓄热体时向蓄热体释放的热量更多，其温度降低更多，压降也更大；在蓄热体放热期内，低温空气流经蓄热体时吸收的热量更多，温度和粘度增大；蓄热体长度增大时，气体在蓄热体内流动的距离均增大，受到蓄热体孔壁摩擦力的作用距离增大；吸热（或放热）期内，烟气（或空气）入口流速增大时，气体受到蓄热体孔壁的摩擦均增大；在蓄热体吸热期内，由于烟气入口温度更高，烟气向蓄热体释放的热量更多，另外由于烟气的粘度更大，增大了孔壁对烟气的摩擦力和烟气压力损失；在蓄热体放热期内，由于蓄热体内储存的热量更多，其向低温空气释放的热量也更多，使空气在预热后期具有更高的温度和粘度，增大了孔壁对空气的摩擦力和空气压力损失；由于换向时间的延长，在蓄热体吸热期内，高温烟气向蓄热体释放的热量更多，烟气的温度降低更多、压降也越大；在蓄热体放热期内，低温空气从蓄热体中吸收了更多的热量、在预热后期具有更高的温度和粘度，因此空气受到蓄热体孔壁的摩擦力增大，其压力损失也随之增大.综合换热系数和压力损失随各因素水平的变化趋势见图4、图5.图4 综合换热系数随各因素水平变化趋势图5 压力损失随各因素水平变化趋势3 确定较优的蓄热体结构工况参数组合由压力损失与各因素的关系可知，使综合换热系数最大的各因素组合为A1B5C5D5E5F1，使压力损失最小的各因素组合为A5B1C1D1E1F1.为达到综合换热系数尽可能大、压力损失尽可能小的目标，以下对各因素的较优水平值进行选取.蓄热体孔边长（A）增大会导致综合换热系数和压力损失均增大.由于综合换热系数增大是有利的，而压力损失增大却是不利的，即两者不可能同时达到最优.由于蓄热体孔边长对两者的影响均为最显著的，而使压力损失最小和综合换热系数最大的蓄热体孔边长分别是最大和最小的水平值，故应选取中间水平值A3，即3 mm.蓄热体孔壁厚（B）增大导致综合换热系数和压力损失均增大.由于蓄热体孔壁厚对综合换热系数的影响极其显著，对压力损失的影响也显著，故选取中间水平B3，即1.5 mm.蓄热体长度（C）增大时，综合换热系数和压力损失都呈增大趋势.由于蓄热体长度对压力损失的影响极其显著，而对综合换热系数的影响不显著，故按照使压力损失最小的原则，选取C1，即200 mm.烟气入口速度（D）增大时，综合换热系数和压力损失均增大.由于蓄热体孔边长对综合换热系数和压力损失的影响都极其显著，而使压力损失最小和综合换热系数最大的蓄热体孔边长分别是最小和最大的水平值，故应选取中间水平值D3，即6 m/s.烟气入口温度（E）增大时，综合换热系数和压力损失单调增大.由于烟气入口温度对两者均影响显著，可选取中间水平值E3，即1 300 K.换向时间（F）增大时，压力损失单调增大、综合换热系数单调减小.若取F1，即10 s，可同时使压力损失最小、综合换热系数最大.综上所述，较优的蓄热体结构和工况组合为A3B3C1D3E3F1，即孔边长为3 mm，孔壁厚为1.5 mm，长度为200 mm，烟气入口速度为6 m/s，烟气入口温度为1 300 K，换向时间为10 s.由于该组合不在6因素5水平正交表内，故进行补充模拟试验，得出其压力损失为608 Pa，综合换热系数为6.57 W/(m2·K).4 结论影响压力损失的因素按显著性从大到小为蓄热体孔边长＞烟气入口速度＞蓄热体长度＞烟气入口温度＞换向时间＞蓄热体孔壁厚.影响综合换热系数的因素按显著性从大到小为蓄热体孔边长＞蓄热体壁厚＞蓄热体长度＞烟气入口温度＞换向时间＞蓄热体长度.较优的蓄热体结构和工况参数组合为孔边长3 mm，孔壁厚1.5 mm，长度200mm，烟气入口速度6 m/s，烟气入口温度1 300 K，换向时间10 s.其对应的综合换热系数为6.57 W/(m2·K)，压力损失为608 Pa.参考文献：【相关文献】［1］Saastamoinen J J.Heat transfer in cross flow regenerators［J］.International Journal of Heat and Mass Transfer，1999（42）：3205-3216.［2］Roy A,Das S.An analytical solution for a cyclic regenerator in the warm-up period in presence of an axially dispersive wave［J］.International Journal of Thermal Sciences，2001，40（1）：21-29.［3］Klein H,Eigenberger G.Approximate solutions for metallic regenerative heat exchangers［J］.Int J Heat and Mass Transfer，2001,（44）：3553-3563.［4］李伟，祁海鹰，由长福，等.蜂巢蓄热体传热性能的数值研究［J］.工程热物理学报，2001，22（5）：657-660.［5］陈红荣，孙英文，张灿，等.蜂窝蓄热体温度特性数学解析研究［J］.煤气与热力，2007，27（3）：39-42.［6］税安泽，龚晖，曾令可，等.高温空气燃烧技术蜂窝陶瓷传热模拟研究［J］.工业炉，2009，31（2）：9-14.［7］李茂德，程惠尔.高温空气燃烧系统中陶瓷蓄热体传热特性分析研究［J］.热科学与技术，2004，3（3）：255-260.［8］本书编写组.正交试验法［M］.北京：国防工业出版社，1976.［9］杨世铭，陶文铨.传热学［M］.2 版.北京：高等教育出版社，2006.［10］施林德尔.换热器设计手册：第二卷流体力学与传热学［M］.马庆芳，马重芳，译.北京：机械工业出版社，1989.。
蜂窝陶瓷蓄热体的传热性能研究概述李鹏;秦朝葵【摘要】简要介绍了高温空气燃烧技术,重点说明了该技术中的关键部件蜂窝陶瓷蓄热体的传热过程.详细综述了蜂窝陶瓷蓄热体的物性参数、结构参数、操作参数对其性能的影响,以及目前的研究状况,对将来的研究提出了建议.【期刊名称】《上海煤气》【年(卷),期】2017(000)004【总页数】5页(P30-34)【关键词】高温空气燃烧技术;蓄热式烧嘴;蜂窝陶瓷蓄热体;传热性能【作者】李鹏;秦朝葵【作者单位】同济大学机械与能源工程学院;同济大学机械与能源工程学院【正文语种】中文随着经济发展、能耗激增，燃料燃烧引发的污染问题日趋严重，节约能源、减轻污染、保护环境的呼声极为迫切，开发新型燃烧技术具有非常现实的意义。
高温空气燃烧技术(high-temperature air combustion，HTAC)作为一项全新的燃烧技术，自20世纪90年代以来在冶金、机械和化工等领域得到大力推广与应用。
它具有高效节能、污染物排放低等优点。
HTAC技术可充分利用排烟余热将助燃空气加热到800 ℃甚至更高，排烟温度降到200 ℃以下，从而最大限度回收烟气余热，提高了燃料利用率。
因助燃空气被预热到很高的温度，着火、燃烧的稳定性极好，这一技术在我国工业炉窑行业得到了很大的发展。
该技术的关键设备之一是用于回收余热的蓄热式热交换器，它是实现烟气与空气(或燃气)之间热交换的蓄热载体，直接影响蓄热室的大小、热效率和经济效益的高低。
1858年，Willian Siemens发明了蓄热室，许多大型工业炉改用了这种技术，如高炉热风炉、玻璃炉窑、均热炉等。
当时的蓄热室采用格子砖作为蓄热体，蓄热室体积庞大、造价高、换向时间很长，预热气体的温度波动也较大。
1982年，英国 Hotwork Development公司和British Gas公司合作开发出一种在工业炉和锅炉上节能潜力巨大的蓄热式陶瓷燃烧器(Regenerative Ceramic Burner，RCB)，蓄热体采用陶瓷小球，在材料、尺寸、形状、体积、换热面积等方面皆有质的飞跃，标志着小型高效蓄热式燃烧系统的真正来临。
蓄热陶瓷是RTO中非常重要的一种材料。
它也被称为蓄热体，或者蓄热填充物，我们可以把它当做一个换热器，就是蓄热式换热器。
其工作原理就是：当冷气通过热的蓄热体的时候，蓄热体将存储的热量释放，使得废气加热到所需的预热温度而蓄热体本身被冷却（冷周期），预热后的气体进入燃烧室，经反应后热的净化气通过冷的蓄热体时，蓄热体吸收净化气体的热量，使气体冷却而蓄热体本身被加热(热周期)。
作为有机废气净化装置的RTO来讲，对蓄热体的要求主要包括：蓄热体材质的物理、化学性能，蓄热体结构的机械性能，以及蓄热体几何结构的流体力学和换热性能。
一、那么它有什么特点呢（1）耐高温 RTO装置的操温度一般为750～950℃，因此要选用能耐温度1200℃左右的材质作为蓄热体，通常用陶瓷材料。
（2）具有较高的热容量蓄热体蓄热能力的大小主要取决于其质量及其材料的密度和比热容。
密度与比热容之积越大，则表示其单位容积的蓄热能力也大，即在达到同样的蓄热量情况下，装置的容积可以做得小些。
因此，蓄热体的材料应具有高密度和高比热容的特性。
（3）具有良好的热传性能和优良的导热和热辐射性能即在冷周期时能将热量迅速传递给较冷的废气;而在热周期时又能迅速吸收净化气的热量。
(4)具有良好的抗热震性能因为蓄热体是处于周期性的冷却和加热状态，所以必须能抵抗经常冷、热交替的温度变化。
若蓄热体不能经受反复的温度变化，则蓄热体就会破碎而堵塞气流通道，从而使床层压降升高，甚至不能操作。
(5)在高温下具有足够的机械强度陶瓷材料自身很重，不允许受压而破裂，否则会增加床层的阻力。
(6)抗高温氧化和耐化学腐蚀例如能耐废气燃烧后产生的SO2、HCl等腐蚀性气体。
(7)蓄热体的几何结构应具有足够的流通截面积，并使气体分布均匀、阻力低等特性，并尽可能具有较大的比表面积，以确保蓄热体具有较大的有效传热面积。
(8)价格应尽可能低廉，而使用寿命又要长。
就目前RTO装置常用的蓄热体而言，陶瓷矩鞍环的寿命要求达到5年，而陶瓷蜂窝填料的寿命要求达到10年，但前者的价格仅为后者的1/5左右。
