电子元件、LED灯和高压电线等长时间在高功率下工作,热量积累使温度升高,极大地影响其性能和安全,传统的加装风扇或散热片的方式已不能满足其小型化、高功率化发展。采用涂层技术来解决器件的散热问题是一种新思路,在器件表面涂覆一层散热涂料,依靠涂层的导热、辐射共同作用快速散失热量,达到散热降温的目的。本文在探讨涂层传导与辐射作用对其散热性能的影响的基础上,提出了涂层传导与辐射相互匹配协同散热的思路;并采用ANSYS数值模拟进行填料配方优化,指导实验,制备碳基/氟碳树脂高散热涂料。首先,通过理论计算和实验研究相结合的方法,讨论在电器工作温度下(100℃以下),涂层导热率、发射率对其散热性能的影响,为高散热涂料的制备提供理论依据。结果表明,单一提高涂层导热率或发射率,对其散热性能有局限性,应同时关注涂层的导热率和发射率,两者互相匹配协同散热。对于有机涂层,其发射率在0.70~0.93,发挥其强化辐射散热作用的条件是:导热率大于0.64W/m·K。其次,采用ANSYS数值模拟探讨填料体积分数、粒径、形状、颗粒级配和混合掺杂对涂料导热率的影响,以优化填料配方。模拟结果表明,对涂层导热率的提高,长径比较大的矩形填料优于六边片状,优于圆形;级配填料颗粒优于单一粒径填料。实验验证表明,ANSYS数值模拟涂层导热率随填料参数的变化趋势与实验结果相同,具有一定的指导意义。最后,在上述研究基础上,以石墨、石墨烯和碳纳米管为填料,采用溶液混合法制备高散热涂料。结果表明:(1)以石墨为填料时,粒径5μm和3μm的石墨级配比为1:1时(总体积分数为20%),涂层导热率为1.911 W/m·K,发射率为0.78,在90℃下散热240s时涂覆涂层铝基板与空白铝基板温差为10℃;(2)分别以碳纳米管、石墨烯为填料制备散热涂料,在体积分数为1%时,均可同时提高涂层导热率和发射率。当石墨烯体积分数为1.0%时,涂层导热率为0.772W/m·K,发射率达0.92,在90℃下散热240s时涂覆涂层铝基板与空白铝基板温差为9.5℃。