含低熔点合金的多级多孔石墨泡沫

高导热高体积潜热

一种兼具超高导热和大体积潜热的仿生骨状多级孔石墨泡沫，与低熔点合金复合后实现高效瞬态热管理。

Xing, Guo · Jinxing, Liu · Gao, Long · 仲亚娟 · Sufang, Yang · Yaxiong, Liu · Yuyuan, Fan · 田晓冬 · 陶则超 · Xiaoyue, Guo · 高晓晴 · Xiaohui, Guo · 阎锡 · 刘占军

Chemical Engineering Journal 2025

具体参数

热导率（GF-300）

{'zh': '63.37', 'en': '63.37'} W m⁻¹ K⁻¹

热导率（GF-300/LMPA）

{'zh': '155.80', 'en': '155.80'} W m⁻¹ K⁻¹

体积潜热

{'zh': '301.46', 'en': '301.46'} J cm⁻³

有限元模拟与实验吻合度

{'zh': '90', 'en': '90'} %

技术优势

导热效率翻倍

石墨泡沫的多级孔网络为声子提供了高效输运通道，GF-300/LMPA复合材料热导率达到155.80 W m⁻¹ K⁻¹，显著优于纯合金或纯泡沫。

储热容量大

多级孔结构提供了大量空间容纳相变材料，复合材料体积潜热达301.46 J cm⁻³，单位体积可吸收更多热量，有效缓冲热冲击。

抗热冲击性能优异

复合材料在多次高功率热冲击下保持性能稳定，且在多种飞行姿态下均表现良好，适合动态工况。

仿真精度高

有限元分析与实验结果的吻合度达90%，可准确预测材料在瞬态热冲击下的表现，加速设计迭代。

应用场景

• 高功率电子热管理：替代传统散热器，通过相变储热缓冲瞬时高热流，避免器件过热损坏。
• 紧凑空间散热：在有限空间内兼具高导热与高潜热，实现高效散热和热缓冲。
• 无人机飞行姿态热管理：应对飞行姿态变化带来的动态热负荷，保证无人机电子设备温度稳定。
• 相变储热：作为高效储热介质，在瞬态热管理中快速吸收与释放热量。