热功能复合材料大致可分为三类：导热复合材料、防热复合材料及储热复合材料。超/特高压大规模输变电技术及微电子集成技术和组装技术的快速发展，大功率发热成为其使用寿命的制约因素，研制综合性能优异的导热功能复合材料成为了研究热点；防热复合材料在载人航天、探月与深空探测、高超声速飞行器等航天科技发展与航天工程有重大应用；储热复合材料是提高能源利用效率和保护环境的重要研究领域之一，成为未来发展绿色能源的热点，在太阳能利用、电力的“移峰填谷”、废热和余热的回收利用以及工业与民用建筑采暖等领域具有广泛的应用前景。

一、导热复合材料

（1）最新研发进展评述

高导热聚合物基复合材料在智能电网装备与技术、微电子、航空航天等诸多制造业及高科技领域发挥着传热、冷却、提高使用寿命的重要作用，因此，高导热聚合物基复合材料成为了目前研究热点。目前国内外导热聚合物复合材料的研究主要集中在如何实现低填充下提高导热系数。工业领域中，添加55-70vol%的气相氧化硅到环氧树脂中已经实现工业化生产。导热还与各组分的相对含量、形态、分布、以及相互作用有关，是未来提升导热特性研究的重点。

（2）国内外对比分析

在20 世纪70 年代末期，国外就开始了导热高分子材料的研究，到80 年代中期，开始对导热绝缘复合材料进行研究。此后，国外在研究产品方面具有较高的品质，技术总体上处于国际领先水平。同时，研究的产业化进程也不断推进，一些大型集团公司已经形成了一些成熟的产品，如DSM、Albis、CoolPolymer、Ovation Polymers 等公司。荷兰的DSM 公司推出了以PA46 为基体的各种高性能导热产品，主要应用在散热外壳、散热器及LED塑料包装方面。我国对聚合物导热绝缘复合材料的研究已经拓展到众多类型的导热绝缘复合材料，基体主要以PA 类、聚酯类、PC 等材料为主，也有选用PPS、ABS 等力学性能较好的材料。

二、防热复合材料

（1）最新研发进展评述

防热复合材料是先进热防护系统设计研制的关键材料，在新型动力系统和载入式飞行器、重复使用运载器等方面具有不可低估的作用，是相关动力系统和飞行器先进性与可靠性的决定因素之一。在热防护系统中，防热复合材料发挥隔热、承载乃至透波、抗毁伤等功能，涉及特殊环境下材料的多种热响应以及多组元多尺度结构的高温演化。因此，防热复合材料研究具有显著的多学科交叉特点。高性能化、轻质化、多功能化、低成本化，跨学科基础研究和材料体系、制备方法创新研究是当前防热复合材料的研究热点。

（2）国内外对比分析

伴随着航天技术的发展，我国防热复合材料研究和应用取得了一系列重要成果和突破，形成了覆盖应用基础研究、产品研制和质量保障的综合技术体系，为我国航天的发展做出了巨大贡献。近年来，在烧蚀型防热复合材料剥蚀控制、碳/碳复合材料抗氧化机制、热透波机制与热透波材料基础研究等方面取得了新的突破。以编织碳/酚醛复合材料为对象，揭示了跨升华区的烧蚀剥蚀机制、掌握了剥蚀控制技术。研制出了在2000℃以上表现为微量烧蚀的碳/碳复合材料，模拟条件下抗烧蚀性能与纯碳/碳相比提高50%以上。开展了高温高效隔热复合材料基础研究和材料研制，基于微结构和缺陷控制的刚性隔热瓦和纳米超级隔热材料典型性能够达到国外同类材料先进水平。

国外在发展中低密度碳/酚醛复合材料以降低空间探测器防热结构质量比,成功研制了PICA(Phenolic Impregnated Carbon Ablator)材料并应用于星尘返回器的防热罩。发展了难熔金属掺杂的第三代先进碳/碳复合材料，解决了金属与碳的物理、化学相容性问题。NASA格林研究中心正在研究增强的SiO₂-Al₂O₃复合气凝胶体系,探索此类材料在飞行器热防护系统的潜在应用。NASA马歇尔空间中心也在探索新体系气凝胶材料在高温隔热领域的应用。

三、储热复合材料

（1）最新研发进展评述

储热材料在电力、电子、能源等各个领域都有广泛的应用，它不仅能回收、二次利用工业废热及余热，减少环境污染，还可以实现节能减排，替代不可再生能源。目前储热技术包括显热储热和相变储热。近年来，复合相变储热材料应运而生，既能有效克服单一的无机物或有机物相变储热材料存在的缺点，又可以改善相变材料的应用效果以及拓展其应用范围。因此，研制复合相变储热材料是未来发展的趋势和研究重点。

通过制备复合结构储热材料实现相变材料的微封装以解决相变材料的相分离、导热性能差、储热密度不高以及储释热性能的结构优化等问题是目前储热材料研究的热点。复合结构储热材料的微封装主要通过微胶囊化以及定形结构实现。主要分为胶囊型相变材料、多孔基质吸附型相变材料、高分子基复合定形相变材料。

（2）国内外对比分析

国内目前用于制备微胶囊相变材料(MCPCMs)的采用的壁材主要有合成高分子材料(如聚甲基丙烯酸甲酯、聚烯烃、聚脲等)和天然高分子材料(明胶、阿拉伯胶等)。而多孔基质吸附型相变材料多以膨胀石墨载体、粘土作为载体。高分子基复合定形相变材料常见的高分子基体主要为聚烯烃、纤维材料、环氧等。

近年来，对相变储热的研究越来越广泛和深入，国外主要研究相变材料与基体材料的相容性机理，寻找合适的材料，对相变材料进行改性，提高相变材料与基体材料的相容性。研究将纳微材料合成技术和纳微尺度传热技术应用于相变复合材料中，可克服以往相变材料导热系数低、易出现相分离、稳定性差等严重问题，制成满足各级余热储热要求的纳微结构储热材料将是有前途的发展方向，也是具有挑战性的研究课题。

目前国内外对制冷、低温和高温相变储热材料进行了很多研究。由于中温相变材料的温度范围较宽，其物质形态几乎遍及相变储热材料的所有类型，因此也开始受到重视。近年来太阳能热发电、移动蓄热技术等相关领域的发展给中温相变储热材料的应用创造了很大空间。

四、应用前瞻

对于导热复合材料，主要应用于智能电网装备与技术，特别是高压电气设备用纳米复合绝缘材料，有利于促进我国的交直流超/特高压电网的建设和发展。对于防热复合材料，将重点解决长时间高温高效隔热材料结构控制以及材料构件制造、高温长时隔热透波和宽带热透波结构研制等关键技术，服务我国航天科技发展与航天工程的发展。对于储热复合材料，主要表现在先进太阳能储热材料等应用领域，是发展绿色能源的关键。