相變材料(pcm - phase change material)是指隨溫度變化而改變物理性質(zhì)并能提供潛熱的物質(zhì)。轉(zhuǎn)變物理性質(zhì)的過程稱為相變過程，相變材料將吸收或釋放大量的潛熱，稱為相變潛熱。相變材料物理狀態(tài)發(fā)生變化時，材料自身的溫度在相變完成前幾乎維持不變，形成一個寬的溫度平臺，但吸收或釋放的潛熱卻相當大。因此相變材料實際上可作為能量存儲器，這種特性在航空航天、軍事、建筑、通訊電力、制冷設(shè)備、服裝等領(lǐng)域有著極大的意義。因此，相變材料及其應(yīng)用成為廣泛的研究課題。
水是典型的相變材料，當溫度低至0℃時，水由液態(tài)變?yōu)楣虘B(tài)（結(jié)冰）。當溫度高于0℃時水由固態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)（溶解）。在結(jié)冰過程中吸入并儲存了大量的冷能量，而在溶解過程中吸收大量的熱能量。
利用tc3100導熱系數(shù)儀測量了水在發(fā)生相變的結(jié)晶過程中的導熱系數(shù)變化情況，以期獲得結(jié)晶體在不同的結(jié)晶階段的導熱性能，下圖為水從室溫降溫冷凝直至到結(jié)冰狀態(tài)過程中，采用hotwire軟件自動多次測量獲得的導熱系數(shù)數(shù)據(jù)軟件截圖。
水凝結(jié)成冰的結(jié)晶過程的導熱系數(shù)變化趨勢
從圖中可以明顯看到，0℃以上，水溫下降過程中其導熱系數(shù)隨之下降，而在0℃附近開始進入結(jié)晶狀態(tài)，結(jié)晶過程中導熱系數(shù)快速增加，在全部凝結(jié)成冰之后，導熱系數(shù)增大至2.0以上，而隨著溫度的繼續(xù)降低，結(jié)晶體形成的更好，導熱系數(shù)也在繼續(xù)增加。