基于相变材料(PCM)的潜热储能(LTES)技术,是平衡热能的供给与需求关系,实现能量合理高效配置的有效方法。由于该技术可以在温度几乎恒定的条件下提供较高的储热密度,在电子器件热防护、建筑节能、工业余热废热回收及可再生清洁能源利用等领域显示出很强的应用潜力。针对运行温度在200 oC左右的LTES系统,硝酸盐及其混合熔盐类PCM是目前最受关注的储热介质之一。凭借物化性能稳定、相变温度可调节、过冷程度低以及价格低廉等优势,该类材料在太阳能热利用方面应用广泛。然而与其他类型的PCM相比,硝酸熔盐体系存在相变潜热较小、导热性能较差等问题,这成为了该温度段LTES系统性能优化提高的障碍。本文致力于高效、稳定的新型中温复合相变材料的开发和研究。根据实际应用领域对PCM性能的要求,本文筛选出相变焓值较高的Li NO3?KCl二元混合熔盐体系作为PCM,导热能力较强的膨胀石墨(EG)作为传热强化介质,制备了一种储能密度高、导热性能好的Li NO3?KCl/EG复合相变材料。为了探究该复合材料的组成、结构等因素对其热物性能的影响,扫描电镜(SEM)、差示扫描量热仪(DSC)和Hot Disk热常数分析仪等多种测试手段被运用于复合材料性能的表征。同时,实验对复合材料在LTES单元中储/放热过程的性能也进行了测试分析。结果表明,EG的多孔骨架结构可以吸附液态无机盐类PCM;复合材料中EG的质量分数与其相变潜热值呈反比关系,但对其相变温度的影响较小;相比于Li NO3?KCl混合熔盐,复合材料的有效导热系数有了大幅度的提高,其值与EG的含量和复合材料的表观密度呈正相关性;有效导热系数的增加减小了储/放热过程时复合材料内部的温度梯度,不过,相变储热及相变释热过程所需要的时间则与复合材料的有效导热系数及其储能密度这两个因素有关。为了研究Li NO3?KCl/EG复合相变材料的热稳定性及其与多种容器材料的兼容性,本文采用了热重分析法(TG)、能谱分析法(EDS)、差示扫描量热法(DSC)和静态失重法等测试途径。结果显示,复合材料的热分解起始温度为315 oC,此时发生热分解的组分为Li NO3;经过不同次数的熔化/凝固循环后,复合材料的相变温度、相变焓值等热物性参数没有发生明显改变,这说明Li NO3?KCl/EG复合相变材料具有良好的热稳定性和较长的使用寿命;不锈钢304L和碳钢20#与EG质量分数为20%的复合材料有着良好的兼容性,而黄铜H68与复合材料的兼容性较差,不适合用来制造复合材料的承装容器;增加复合材料中EG的含量对复合材料与容器材料之间的腐蚀现象起到一定的减缓作用。以上提到的这些研究成果对促进Li NO3?KCl/EG复合相变材料的实际应用具有一定的参考价值。此外,以分形几何理论为基础,本文构建了一个由多个具有不同分形维度的分形结构单元组成的自相似分形模型,用以描述Li NO3?KCl/EG复合相变材料的内部微观结构特性,并结合热阻-电阻的类比理论,从而实现对复合材料有效导热系数的理论计算。通过比对该模型获得的计算值与实验测量值,结果显示两者较为接近。这部分研究有助于理解各项因素对无机盐类PCM/EG复合相变材料的导热能力的影响,可用于指导无机盐类PCM导热性能的改善。