导语
金属基相变复合材料（MPCMs）因其高导热性和高能量密度，在先进热管理领域应用前景广阔。然而，金属骨架与相变材料间的界面反应导致的稳定性问题，长期制约其发展。近日，华南理工大学胡剑峰研究员团队在《Chemical Engineering Journal》上发表研究成果，通过采用2-噻吩甲酰三氟丙酮（TTA）配体对泡沫铜（CF）界面进行钝化，有效抑制了金属间化合物（IMCs）的形成，显著增强了泡沫铜/Bi-In相变材料的热循环性能。该研究为制备高性能、高稳定性的MPCMs提供了新思路，在工业废热回收、高功率电子设备热管理等领域具有广泛应用潜力。
研究亮点
创新界面工程：利用TTA配体在泡沫铜表面形成钝化层，有效阻隔Cu/In界面反应，抑制IMCs生长。
优异热性能：所得Bi-In/CF@TTA复合材料导热系数高达37.92 W/m·K，体积潜热达357.44 J/cm³。
卓越循环稳定性：200次热循环后，潜热保持率高达91.23%，远优于未改性样品。
工艺实用性强：结合真空加压浸渍技术，制备流程清晰，易于放大。
图文解析
图1 | 制备流程示意图：清晰展示了从CF预处理、TTA改性到真空加压浸渍制备Bi-In/CF@TTA复合材料的全过程。
图2 | 表征结果：IR和XPS（S 2p, O 1s）证实TTA成功修饰于CF表面；FESEM、EDS及TEM显示TTA分子层均匀覆盖及Bi-In合金在CF骨架中的均匀分布。
图3 | 热性能：DSC显示Bi-In/CF@TTA具有较高的熔化焓和凝固焓，储能效率优异。
图4 | 导热与防泄漏性能：Bi-In/CF@TTA展现出最高的导热系数（37.92 W/m·K）和优异的防泄漏性能。
图5 & 图6 | 稳定性评估：经过200次热循环后，改性样品（Bi-In/CF@TTA）的IMCs生长显著抑制，XRD未见明显杂峰，DSC焓值保持率高，导热系数稳定性好。
图7 | 热管理性能演示：红外热成像直观展示了Bi-In/CF@TTA在加热/冷却过程中更均匀的温度场分布和更快的热响应速度。
总结与展望
本研究通过简单的界面分子工程策略，利用TTA配体成功钝化泡沫铜表面，显著提升了CF/Bi-In相变复合材料的热可靠性和长期循环稳定性。该工作解决了MPCMs领域界面反应导致性能衰退的关键难题，为开发用于中温热管理场景的高性能相变材料提供了有效方案，对推动其在工业废热回收、电子热管理等领域的实际应用具有重要意义。
本研究在相变材料制备与改性过程中，对温度控制的精确性、均匀性以及高效加热有较高要求。
深圳中科精研科技有限公司开发的焦耳加热装置（如HTS系列、FJH闪蒸加热装置等）能够提供：
极高的升温速率（可达20000°C/s以上）
精确的温度控制（精度±1%）
灵活的工艺氛围（真空、惰性气体）
这些特性对于相变材料、高导热复合材料、金属基功能材料的快速烧结合成、热处理优化以及稳定性评估等研究环节至关重要，有助于科研工作者高效探索材料性能边界，加速研发进程。
文献信息：
标题: Medium-temperature promising candidate thermal management materials: Interfacial passivation via TTA ligands enhances thermal cyclability of copper foam/Bi-In phase change materials
作者: 华南理工大学胡剑峰研究员团队
期刊: Chemical Engineering Journal