能源需求日益增长和能源利用率不高的现状使得能源供给日趋紧张，利用蓄热技术来解决能源在时间和空间上的需求，是提高能源利用效率和保护环境的重要技术。石蜡相变材料具有储热密度大，蓄放热过程几乎在恒定的温度下进行等优点，因而备受关注。然而，由于石蜡相变材料导热性能差，以及传统封装会因相变材料凝固而在容器壁面形成固相薄膜，增大热阻，降低传热速率，同时也相应增加了成本和装置的重量，这些缺点限制了其应用。本文针对以上问题，选用合适熔点的石蜡和膨胀石墨无机基材，通过物理吸附法制备出复合相变材料，采用差示扫描量热分析仪（DSC）、扫描电子显微镜（SEM）、偏光显微镜（POM）和Hot Disk热常熟分析仪、冷/热循环试验等分析手段对复合相变材料进行了结构和性能的测试。结果表明，所制备的定形相变材料具有形状稳定、导热系数高、储热密度大等特点，并具有良好的稳定性和使用寿命。将含石蜡为80wt%的定形相变材料固定于模拟芯片上，通过分析不同恒定功率条件及开/关脉冲功率条件下模拟芯片的表面温度变化情况，来研究定形相变材料对模拟芯片的散热及抗热冲击的性能影响规律。同时，研究分析了复合相变材料用量（厚度）、环境温度等条件的改变对其控温及抗热冲击能力的影响。实验结果表明，在同等条件下，使用定形相变材料后，模拟芯片的散热和抗热冲击能力明显优于使用前的，可有效降低模拟芯片表面的升温速率和升温幅度，延长控温时间。采用模拟软件Fluent对相变材料的熔化过程进行分析，证实了在纯石蜡的熔化过程中，不能忽略自然对流作用的影响；VOF模型与焓-多孔介质模型的耦合模型可以较完整的反映出材料相变过程中的各方面特征。在定形相变材料的熔化模拟中，采用显热容法和焓-多孔介质法得到的结果一致，即在某些条件下可以用显热容法取代焓-多孔介质法进行计算。