过程工程学报 ›› 2026, Vol. 26 ›› Issue (10): 1135-1147.DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.225294
章泽恺, 郁震扬, 李娇, 杨臣豪, 楚化强*
Zekai ZHANG, Zhenyang YU, Jiao LI, Chenhao YANG, Huaqiang CHU*
摘要: 相变材料在热管理、光热转换及电热储能等领域展现出广阔的应用前景。然而,相变材料普遍存在的低导热性能和相变过程中的泄漏问题,严重限制了其实际应用效果。为克服上述瓶颈,本工作采用膨胀石墨和泡沫金属分级封装相变材料,构建三维高导热强化结构,利用激光导热仪、差示扫描量热仪分别对复合材料的导热性能与相变潜热进行系统表征,以评估其综合储热能力。研究结果表明,膨胀石墨的孔隙毛细作用力与表面张力,有效束缚液态石蜡,防止其泄漏。泡沫金属三维连续网络结构的引入,构建了高效的热传导通路,显著提升了复合材料的导热性能。其中,具有10 PPI孔径的泡沫铜复合相变材料表现出最优的导热性能,导热系数高达8.747 W/(m?K),相较于纯石蜡的0.190 W/(m?K),提升约46倍,显示出卓越的热传导增强效果。在实际应用场景测试中,该复合相变材料在热管理、光热及电热系统中均表现出优异的热调控与储能性能,具备良好的工程适用性。