无机相变材料（Inorganic Phase Change Materials, IPCMs）因其高潜热储存能力和良好的热物理性能，在储能和温度控制域展现出巨大潜力。这些材料通常包括结晶水合盐和盐类，它们在相变过程中可以吸收或释放大量的热能。

结晶水和盐的相变特性

结晶水合盐，如硫酸钠（Na₂SO₄·10H₂O）和硫酸铜（CuSO₄·5H₂O），在加热时会失去结晶水，而在冷却时重新吸收水分，这一过程伴随着显著的热能吸收和释放。然而，无机水合盐在多次加热-冷却循环后容易出现相分离现象，这会降低其储能效率和热传导性能。

相分离问题

相分离是指在相变过程中，由于不同相之间的密度差异，导致材料分层或分离。无机水合盐的相分离通常与过冷现象有关，即材料在冷却到低于其熔点的温度时才开始结晶。解决相分离的方法包括添加成核剂、使用振动法、采用“浅盘”容器法等。

水相态分析

水相态分析是理解无机相变材料中水分行为的关键。通过热重分析（TGA）和差示扫描量热法（DSC），可以精-确测量无机水合盐中结晶水的状态及其在相变过程中的热效应。

低场核磁共振技术的应用

低场核磁共振（LF-NMR）技术在无机相变材料的研究中发挥着重要作用。LF-NMR能够提供材料孔隙结构、孔隙度和孔隙大小分布的信息，这些信息对于优化相变材料的热传导性能至关重要。此外，LF-NMR技术还可以用来评估材料的交联密度、相容性/分散性/稳定性以及相转变温度等。

无机相变材料，尤其是结晶水合盐，因其高储能密度而备受关注。尽管存在相分离等挑战，但通过材料设计和改性，以及低场核磁共振技术的应用，可以有效克服这些难题。随着对无机相变材料的深入研究和优化，它们在储能调温材料域中的应用景将更加广阔。

原创作者：苏州纽迈分析仪器股份有限公司