相变材料在熔化的过程中可以吸收大量热量,同时还能保持温度的恒定,在飞行器上有十分广阔的应用前景,但是相变材料的热导率较低,应用于飞行器温控时,不能及时将热端面的热量传递到其他部分,造成热量在热端面不断积累,引起温控对象温度的升高,从而导致温控失败。为了解决这个问题,本文选取利用轻质高导热的石墨烯改善其传热性能。本文利用抽滤法进行石墨烯泡沫的制备工作,研究了原材料、溶剂、分散剂的种类,分散液的配制,以及抽滤速率等工艺参数对石墨烯泡沫片层结构的影响,确定了定向石墨烯泡沫的制备方法和工艺,然后对其进行了孔隙结构、微观形貌、热导率、力学性能、X射线衍射分析以及拉曼分析等性能分析与表征。将高导热的石墨烯泡沫作为骨架,本文采用熔融浸渗法制备了石墨烯泡沫/石蜡相变复合材料。利用实验确定制备的工艺为真空浸渗,常压冷却,浸渗温度为70℃,浸渗时间为1小时。制备得到的石墨烯泡沫/石蜡相变复合材料的浸渗率达到了83.3%,面内方向上的热导率达到了10.17Wm^-1K^-1,相比纯石蜡提高了39.7倍。DSC测试得到相变复合材料的相变潜热为178.26J/g,相变温度为53.8℃。热循环稳定性实验表明其稳定性良好,10次热循环后质量损失率为0.7%。微观形貌分析表明石蜡与石墨烯之间结合良好。X射线衍射分析表明在浸渗的过程中石墨烯泡沫与石蜡之间没有发生化学变化,也没有新的相结构产生。借助有效介质理论对石墨烯泡沫/石蜡相变复合材料进行的分析,本文得到了其有效热导率的计算公式,然后以飞行器仪器舱电子设备的温控为背景,利用数值模拟方法分析了影响传热的因素,结果表明热流方向与石墨烯片层方向一致时温控效果最好。最后利用自行设计搭建的热响应实验平台对数值模拟的结果进行了检验。