现代经济的快速发展加快了技术文明的步伐,但也导致了许多环境污染,相变材料是一种具有高能量密度和低温度变化的新型能量存储材料,但也存在一些问题,如导热性差、相变易泄露。研究者发现,利用含碳材料的高导热特性可以改善复合材料的导热性能,碳纳米管材料因其高导热性、强导电性和高化学稳定性而被广泛地应用到相变材料蓄热中。本文将8-12nm、10-20nm、20-40nm三种不同粒径的工业级碳纳米管粉末,分别以1wt%、3wt%、5wt%、7wt%四种碳纳米管含量加入石蜡中,制成12种样品。使用DSC、SEM、Hot Disk等热性能参数测试仪器对样品进行了热物性表征;搭建蓄放热性能试验台,对不同种样品进行了蓄放热温度测试,从而筛选出在不同应用场景和需求下最适合的碳纳米管复合材料种类;最后再利用COMSOL数值模拟软件建立蓄热箱模型,筛选出适用性最好的导热经验公式,代入计算导热系数分析其内部温度场、速度场和密度场的机理。主要结论总结如下:（1）在复合材料热性能表征方面,碳纳米管中的烃分散剂能分散其内部的球状凝聚体,从而增加其传热路径,提高其传热系数;随著碳纳米管直径和含量的增加,其相变温度及潜热下降;随着碳纳米管质量分数的增加和直径的减少,复合材料的热传导率增大;随着碳纳米管质量分数的增大,其比热容也随之降低,当碳纳米管填料由3wt%增加至7wt%时,三种碳纳米管直径的平均比热容由0.35MJ/m ~3?K显著减低至0.27MJ/m ~3?K;热扩散率呈上升趋势,由2.36mm~2?s-1左右上升到3.44mm~2?s-1左右。（2）在复合材料蓄放热性能方面,分析了温度随时间的变化规律,研究结果表明:在远离热源位置,碳纳米管质量分数为7wt%、直径为8-12nm的复合相变材料（CNT-A-7）在蓄热箱在水平方向的蓄热效果最好,碳纳米管质量分数为7wt%,直径为10-20nm的复合相变材料（CNT-B-7）在蓄热箱在竖直方向的蓄热效果最好;在靠近热源位置,碳纳米管质量分数为7wt%、直径为8-12nm的复合相变材料（CNT-A-7）在蓄热箱内水平和竖直方向的蓄热效果最好;碳纳米管质量分数为7wt%、直径为8-12nm的复合相变材料（CNT-A-7）在蓄热箱内的放热效果最好。（3）基于对碳纳米管导热机理的分析,选取了三个碳纳米管复合材料导热经验公式计算导热系数进行模拟,与相变材料蓄热的实验数据进行拟合。XUE公式与蓄热实验曲线较为接近,尤其是在相变区间阶段,所以采用其计算导热系数的模拟结果来分析模拟物理场变化。（4）建立蓄热箱模型,通过对导热性能最好的复合相变材料进行蓄热模拟,可得出,温度场:高温液态复合相变材料集中在顶部运动,底部混合区出现涡旋,复合材料可以通过增大导热系数加速缩减下部混合区域面积,增大温度均匀性;速度场:两侧壁面到上部区域的液体区和底部的混合区出现涡流,混合区的整体流速变化相比于液体区对自然对流效应敏感,液体区中心速度由于贴近热源比混合流速中心速度大,复合材料可以通过缩减混合区涡旋存在时间,增大速度均匀性;密度场:混合区固体和液体的密度存在差异,导致混合区内的温度分布不均匀,小部分热量会被消耗在混合区的相变当中,增加了熔化时间,复合材料可以通过使底部液体相变材料区域面积扩张速度增加,抑制自然对流,增加密度均匀性。