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轻质高强高导热铝合金是大功率电子器件的封装散热基板用重要材料,但铝合金散热器的表面发射率低、使辐射散热能力差,而且在苛刻的海洋服役环境下抗腐蚀性能差,这制约了铝合金基板在高可靠、长寿命大功率电子器件上的拓展应用。如何提高大功率电子器件用铝合金的辐射散热与抗腐蚀综合性能,是该领域的关键课题。本文通过涂层成分与结构设计,提出纳米粒子辅助同步烧结微弧氧化技术、微弧氧化/旋涂（或电沉积）复合技术,分别构建出纳米Si C和h BN粒子改性的辐射散热抗腐蚀微弧氧化复合涂层以及辐射散热–疏水–抗腐蚀多层复合涂层。研究微弧氧化、纳米粒子改性及多层复合涂层的组织结构与表面发射率、辐射散热、疏水、抗腐蚀等性能的关系,揭示粒子改性微弧氧化纳米复合涂层及微弧氧化多层复合涂层的形成机理与作用机制。研究表明,通过Na OH热碱刻蚀与电化学剥离方法,分别显露出微弧氧化涂层膜基界面处基体侧与涂层侧的“凹坑”与“突起”的微观组织特征,并结合FIB-TEM的界面精细组织分析,发现在膜基界面处的持续微弧放电,会诱导涂层在膜基界面处的“局部累积放电生长”;通过涂层试样的原位拉伸及微观裂纹的演变过程,发现裂纹萌生于“累积放电生长”区域底部,并向金属基体内部扩展。通过调节电解液成分或工艺参数,调控“累积放电生长”区域尺寸,可优化微弧氧化涂层的界面结构与性能,为微弧氧化涂层设计提供新思路。为提高铝合金微弧氧化涂层的发射率系数进而增强辐射散热能力,在优选的膜基界面结构基础上,构建了纳米粒子辅助同步烧结微弧氧化纳米复合涂层:在特殊的优化工艺参数下（电解液温度70～90°C、电压高于550V）,分别制备出厚度为75μm、42μm和78μm的Si C（S-75）、h BN（B-42）及Si C/h BN（BS-78）改性纳米复合涂层。TEM与GDOES结果显示:复合涂层包括致密阻挡层、中间层和纳米复合外层的结构,其中致密阻挡层厚度约为600nm,而纳米复合外层厚度约占总厚度的1/5～1/3。纳米粒子辅助同步烧结微弧氧化纳米复合涂层的生长机理为:负电性的Si C和h BN纳米粒子在电场作用下迅速向金属基体表面迁移,由于存在浓差过电势,等离子体诱导大量纳米粒子沉积、纳米粒子表面部分氧化形成非晶Si O2或硼磷硅玻璃,进而将纳米粒子由低温玻璃相辅助烧结快速粘结成膜。为提高铝合金的高发射率辐射散热与抗腐蚀综合性能,首先采用微弧氧化/旋涂技术,构建出氧化铝/石墨烯（Al2O3/r GO）辐射散热–疏水–抗腐蚀双层复合涂层。该复合涂层由厚度为14μm的Al2O3底层和60～80nm的r GO顶层组成,SEM与三维轮廓形貌结果显示:片层状r GO可有效密封底层微孔,且使得表面粗糙度略有下降。此外,采用微弧氧化/电沉积技术,构建出氧化铝/十六酸铈（Al2O3/CH）辐射散热–超疏水–抗腐蚀双层复合涂层。在多孔Al2O3底层沉积具有3～6μm乳突结构的十六酸铈（CH）,复合涂层表面由纵横交错的长为500～900nm,宽为70～90nm纳米片组成。微弧氧化及纳米改性复合涂层均可提高铝基体的光谱发射率:铝合金基体的发射率仅为0.1～0.2,铝合金微弧氧化涂层仅能提高8～20μm波段内的发射率值至0.8,而3～8μm发射率仅为0.3;纳米h BN粒子改性涂层可提高3～20μm宽波段内的平均发射率达0.8;Si C和Si C/h BN改性复合涂层,3～20μm宽波段内的平均发射率值高达0.88～0.9。宽波段内发射率的强化机理为:涂层中Si-C、B-N和Si-O-Si等极性键在3～8μm波段内具有强振动吸收带,与涂层粗糙表面和微孔结构强化吸收的协同作用,可显著提高发射率。Al2O3/r GO和Al2O3/CH多层复合涂层同样具有良好的热辐射性能,平均发射率分别为0.78和0.75;多层复合涂层中Al2O3、r GO和CH的Al-O、C-O、C=O及O=C-O-等极性键,在宽光谱范围内的多化学键合匹配吸改振动协同提高发射率。涂层后铝合金的恒功率热源辐射降温测试表明:在5W恒功率热源（空间为1.3dm3、散热表面积为7cm2）的测试条件下,微弧氧化（MAO-12）及纳米复合涂层（S-75、B-42和BS-78）的散热效率分别为13%、21%、17.2%和22.3%;同样条件下,Al2O3/r GO和Al2O3/CH多层复合涂层的散热效率为15%和14.1%,表明涂层发射率的提高显著改善散热性能。微弧氧化及纳米改性复合涂层表面为润湿亲水性,抗腐蚀性能结果表明,涂层可提高铝合金基体自腐蚀电位约60%,且改善极化电阻1个数量级以上。而疏水Al2O3/r GO复合涂层表面接触角为114.42°,相比于金属基体,极化电阻提高1个数量级。此外,超疏水Al2O3/CH复合涂层,表面接触角高达165.5°,且滚动角仅为5.2°,具有良好的自清洁效果,Al2O3/CH复合涂层可显著提高铝合金的抗腐蚀性能,极化电阻可提高2～3个数量级。