随着电子及通讯技术的迅速发展，高性能芯片和大规模及超大规模集成电路的使用越来越广泛。电子器件芯片的功率不断增大，而体积却逐渐缩小，且大多电子芯片的待机发热量低而运行时发热量大，瞬间温升快。因此抗热冲击和散热问题已成为芯片技术发展的瓶颈。将快速热响应复合相变储热材料应用于电子器件的散热器中，可有效提高电子元器件抗高负荷热冲击的能力，保证电子电器设备运行的可靠性和稳定性。 本文以石蜡为相变材料，利用膨胀石墨的高导热系数和多孔吸附特性，将其作为支撑结构，制备高导热系数和储热密度、质量轻且相变过程中不出现液体泄漏的有机/无机物快速热响应复合相变材料，用Hotdisk热常数分析仪测得材料的导热系数可达4.676 W·m<-1>·K<-1>，相比于纯石蜡提高了一个数量级。在实验条件下，复合相变储热材料的储热时间和放热时间分别比纯石蜡缩短了70.7％和56.5％。 构建基于快速热响应储热材料的电子器件散热测试实验系统，对比于传统散热系统，测定了两者在不同的发热功率条件及瞬时高发热功率条件下温度随时间的变化规律。实验结果表明，在同等条件下，储热材料散热实验系统的散热效果明显优于传统散热系统的散热效果。利用相变材料大的相变潜热和较为恒定的相变温度的特点，能实现电子器件散热的有效管理。 从换热的基本原理出发，将高换热系数的相变过程与传统电子散热器的导热和空气自然对流换热过程相结合，并通过专用电子散热模拟软件FLuENT Icepak对该过程进行数值模拟，分析了其温度场和流场，模拟得出的结果与实验测量值相接近，研究基于复合相变材料的电子器件散热机理，可为电子器件的热设计和应用提供理论基础。