[发明专利]一种纳米导热增强的中高温相变储热复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种纳米导热增强的中高温相变储热复合材料，其特征在于，包括由氟盐、氯盐、碳酸盐复配而成的三元共晶盐相变材料，以及表面改性的纳米AlN导热增强材料；

所述的导热增强材料均匀分散在三元共晶盐相变材料之中，且导热增强材料质量为复合材料总质量的0.5-7％。

2.根据权利要求1所述的纳米导热增强的中高温相变储热复合材料，其特征在于，所述的三元共晶盐相变材料由41±1mol％碳酸锂、26±1mol％氯化钠和33±1mol％氟化锂三种无机盐混合而成。

3.根据权利要求1所述的纳米导热增强的中高温相变储热复合材料，其特征在于，所述表面改性的纳米AlN为表面包覆氧化铝的纳米AlN，或者表面经刻蚀的纳米AlN。

4.权利要求1所述纳米导热增强的中高温相变储热复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)采用三步快速筛选法得到高潜热无机盐，并通过FactSage软件预测无机盐组成共晶体系的熔点，得到氟盐、氯盐、碳酸盐三元体系的最低共熔点及该温度下的成分配比，根据该配比配置三元共晶盐相变材料；

(2)采用化学法或物理法对纳米AlN进行改性，得到表面改性的纳米AlN；

(3)采用超声分散法将步骤(2)表面改性的纳米AlN，分散至步骤(1)三元共晶盐相变材料中，即得。

5.根据权利要求4所述纳米导热增强的中高温相变储热复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述的三步快速筛选法包括：

第一步：首先需要针对具有高相变焓的纯组分，实现热能储存系统的高储热能力，以高潜热纯组分为目标，锁定氯盐和氟盐；

第二步：由于单一盐的相变温度较高，通过添加其他盐类来降低相变温度，将相变温度调至目标应用的理想温度范围，锁定碳酸盐；

第三步：利用热力学模型找到氟盐、氯盐、碳酸盐三元体系的共晶点。

6.根据权利要求5所述纳米导热增强的中高温相变储热复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，采用FactSage软件计算得到Li₂CO₃-LiF二元体系低共熔点相图，然后加入NaCl进行三元体系的构建和性能预测，对三元体系进行相图计算，得到三元体系的最低共熔点及该温度下的成分配比。

7.根据权利要求4所述纳米导热增强的中高温相变储热复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，纳米AlN进行改性为通过液相沉积法，将氧化铝包覆在纳米AlN表面，实现纳米AlN的表面改性。

8.根据权利要求7所述纳米导热增强的中高温相变储热复合材料的制备方法，其特征在于，将纳米AlN、磷酸钠放入烧杯中，加入去离子水，在超声波纳米分散器中超声分散后，加入KAl(SO₄)₂·12H₂O配制而成的饱和溶液，再次超声；用1％稀硫酸调节pH至5.5-6.0，继续超声；所得悬浮液离心分离、洗涤后，将沉淀物恒温干燥，取出冷却后得到表面改性的纳米AlN。

9.根据权利要求4所述纳米导热增强的中高温相变储热复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述的物理法为采用等离子体对纳米AlN进行表面刻蚀，得到表面改性的纳米AlN。

10.根据权利要求4所述纳米导热增强的中高温相变储热复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，称取干燥的三元共晶盐相变材料，加入去离子水，待三元共晶盐相变材料溶解后，向溶液中加入表面改性的纳米AlN，超声分散，形成均匀分散的悬浮液；随后继续超声，待大部分水分去除后，将混合溶液干燥，冷却后研磨成粉末，即得。