相变温控技术作为一种新兴热控技术因其具有性能可靠、重量轻、不耗能等优点而受到人们的广泛关注。相变材料是相变温控技术的核心和基础，但目前被大量使用的石蜡类和无机盐类相变材料存在密度小、导热性能差、热稳定性差等缺点，制约着相变材料在温控领域的应用。相比较而言，金属类材料具有密度大、导热性能良好等特点，较为符合相变温控的要求。本文以金属相变材料为研究对象展开了关于金属相变材料的相变温控特性的研究。　　本文完成的主要工作和取得的成果如下：　　(1)开展了低温金属相变材料的相变特性的研究。通过对两种低熔点合金和两种石蜡类相变材料的升温和降温实验的温度-时间曲线的分析，揭示了相变材料的相变潜热、热导率等对其相变特性影响；并以两种低熔点合金为例对金属类相变材料热物理性的热稳定性进行了测试。实验结果表明，金属类相变材料具有较高的单位体积相变潜热，在应用中可减少相变材料的使用体积；金属类相变材料具有较好的导热性能，可有效降低相变材料内部的温度梯度；金属相变材料具有较好的相变温度和相变潜热稳定性。因此金属相变材料在相变温控领域具有应用潜力。　　(2)建立了低熔点合金的相变温度预测模型（Prediction model of melting point，PMMP）及两种相变潜热预测模型（Prediction models of latent heat，PMLH）。使用这些预测模型对15种低熔点合金的相变温度及相变潜热进行了计算，并使用差示扫描量热仪（Differential Scanning Calorimeter，DSC）对这些合金的相变温度和相变潜热进行了测量，最后将计算值与实验值的进行对比分析。结果表明：PMMP可较准确地对低温金属材料的相变温度进行预测，预测的准确性随着合金组元的数目逐渐降低；PMLH1对低温金属相变材料的相变潜热进行预测结果较PMLH2更加准确；PMLH2可以对二元合金的相变潜热做出较准确预测，对于多元合金则随着组元数目的增加准确性急剧降低。PMMP、PMLH1和PMLH2的建立为金属相变材料的成分设计提供了理论指导。　　(3)建立了基于全焓法的相变传热数值模型。通过具体算例分析比较了等效热容法和焓法两种常用相变传热数值模型在求解相变相变传热问题上的有效性，基于这两种数值模型并针对相变半径ε=0（等温相变）和ε≠0（非等温相变）两种情况分别推导了全焓法模型。通过算例的计算结果表明：全焓法模型与等效热容法和焓法在计算结果上等效，在计算时间上全焓法模型具有较高的计算效率；利用等温相变全焓法模型替代相变半径ε<1K非等温相变问题可以有效降低计算时间，计算结果与非等温相变全焓法模型的计算结果具有较好的一致性。　　(4)建立了基于全焓法的相变温控组件（Phase Change Thermal Control Component，PCTCC）相变传热有限元模型。通过建立的2D和3D相变传热有限元模型分别模拟了不同功率的恒定热载、不同功率的多任务周期恒定热载和在不同“on-off”模式的周期热载的工况下PCTCC的相变温控过程，并进行实验验证。通过实验结果验证表明：恒定热载在升温阶段利用3D相变传热有限元模型计算所得结果与实验结果有较好的一致性，计算误差为±5K以内，利用2D相变传热有限元模型计算所得结果与实验结果相差较大，最大误差超过30K；恒定热载的多任务周期以及周期热载两种工况，利用3D相变传热有限元模型的计算结果优于2D相变传热有限元模型的计算结果。利用基于全焓法的相变传热有限元模型可以模拟 PCTCC的温控过程，可为 PCTCC的设计提供理论指导。　　(5)以一种航天载荷的温控需求为例，对PCTCC进行设计、制备及检测。通过对PCTCC产品的地面实验验证结果表明：PCTCC满足温控需求；根据本文提出的PCM设计方法以及全焓法相变传热有限元模型是具有一定工程意义的。