相变材料作为一种新型的储能、降温、控温热管理材料亦可应用于通讯电力领域。在通讯、电力等设备箱（间）降温方面，相变材料可以节省设备成本75%以上。在通讯领域，已经广泛应用于通讯基站的机房、电池组间，使传统的一年寿命的设备可以延长到4年或更多。然而大多数相变材料（尤其是有机相变储能材料）导热系数很低，影响其在5G通讯基站、新能源汽车、手机、平板等领域的实际应用效果，无法为电子器件实现高效的散热，因此增强相变材料的导热率显得很有必要。

1、

如何正确相变材料的导热系数？

导热粉体在树脂基体中形成导热网络，进而提高高分子复合材料的导热系数。这里的关键是形成一个三维网络，所以近年来关于三维网络法改善高分子材料的导热性能的研究成为一个研究热点。本文将主要总结近年来常用的几种三维网络法制备高导热材料的方法，主要包括金属泡沫法，碳泡沫法，陶瓷泡沫法，冷冻干燥定向法，自组装法，界面聚电解质络合物纺丝等。这些三维网络研究方法，可以保证在较低含量填料的基础上，获得较高的导热系数，本文接下来将逐一进行介绍。

图 1 高导热复合材料的制备方法

2、

提高相变材料导热系数的方法

2.1 共混法

传统的方法是共混法，通过加入导热粉体/填料使其在高分子基体中形成逾渗网络，从而提高相变材料的导热系数。共混法 ( 填料填充型) 制备导热高分子材料可以把填料加入到高分子中直接制备出复合材料，制备方法简单、成本较低、适合的高分子种类较多，现阶段商品化的产品主要采用添加高导热粉体的方法提高导热系数。但是高分子材料本身的导热系数较低，如石蜡和聚乙二醇等材料的导热系数均小于 0.5 W/(m·K)，远低于氧化铝［30 W/(m·K)］和铝［240 W/(m·K)］等材料。如果要达到理想的导热系数，添加的填料的量必然会非常高才能形成导热通路，但是此时材料加工性能会降低，物理机械性能也会受到影响，所以现阶段复合材料的导热系数还是很难达到 10 W/( m·K) 或者 5 W/( m·K) ，很难达到现阶段快速储热和放热等产业的发展需要。

Wang 等将聚乙二醇 (PEG) 4000 浸渍在低成本硅粉(SF) 中，制备了一种新型的形状稳定相变材料 (PCM) ，如图 2 所示。所制备的 PEG/SF 复合材料的 PEG 含量为 47.9%，结晶度为 91.8%。将不同类型的 PCM 进行共混，可以为PCM 的温度范围和热性能提供一种可设计的方法。

图 2 PEG/SF 共混法示意图

2.2 金属泡沫法

金属泡沫法是利用具有网络泡沫结构的金属材料作为导热网络，从而提高相变材料导热性能的方法。金属嵌件由于具有高导热性和良好的混合适应性而成为导热粉体/填料研究的替代材料。金属嵌件有多种形式，包括金属纳米颗粒、金属盐和金属泡沫。泡沫金属具有高孔隙率、强机械强度、稳定的热物理性能和固体骨架结构，具有相当大的比强度和刚度，以及较高的导热性，其空间连续的多孔结构有助于 PCM 的渗透，使其成为理想的导热增强体。金属泡沫的竞争力使其广泛适用于热能储存系统、太阳能集热器、冷却/加热水槽等。

Zhu 等选择具有空间连续结构的泡沫铜作为增强体的骨架，通过水化学镀法在整个泡沫上镀上镍膜作为催化剂，然后在泡沫铜表面径向生长长度与孔径相当的碳纳米管，通过高温管式炉工艺制备了碳纳米管－铜泡沫复合增强材料。采用镍催化剂在泡沫铜表面径向生长长度与孔径相当的碳纳米管，可以....