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由于碳纤维具有优良的导热性能和机械性能，碳纤维作为导热填料显示出广阔的应用前景。在攻读硕士学位期间，本人以碳纤维为导热填充材料，分别制备了以聚乙烯、硅橡胶/聚乙烯和环氧树脂/聚乙烯为基体的三种复合材料，并进行了材料的结构表征和热性能表征，研究了碳纤维作为导热填料时复合材料结构变化对材料热性能的影响。把聚乙烯粉末和碳纤维粉末混合在一起，再置于模具中热压，得到了填料分布均匀的聚乙烯基碳纤维复合材料，在碳纤维浓度小于30wt%的情况下，复合材料热扩散系数随填料碳纤维浓度的增加而明显增大，但是没有发生逾渗现象。当碳纤维浓度为30wt%时，复合材料热扩散系数为1.4mm2/s，是纯聚乙烯基体热扩散系数的5.6倍，满足实际应用的要求；但碳纤维的添加量高于预期，复合材料的成本过高，不适合大规模生产。为了提高导热填料的利用效率，设计了双逾渗结构的复合材料：通过加入新相，使导热填料的局部浓度高于其平均浓度，以期在更低的填料含量下形成导热网络。分别利用较低温度固化的硅橡胶和环氧树脂作为基体，向其中加入软化点较高的粉体聚乙烯，可以得到双逾渗结构的碳纤维三相复合材料。在较低碳纤维浓度下，双逾渗结构可以提高碳纤维利用率，增强复合材料导热性能。环氧树脂作为基体对聚乙烯和碳纤维的界面结合性能良好，得到的复合材料气孔率低，复合材料的比热容满足混合物的比热容加成公式，各相混合非常均匀。通过在液相环氧树脂中混合碳纤维再固化的方法制备碳纤维复合材料，在固化过程中碳纤维容易受到外界压力影响发生有取向分布，碳纤维趋于垂直于压力排布。通过研究环氧树脂/聚乙烯基碳纤维三相复合材料，发现当碳纤维含量高于6vol%时，聚乙烯粉一方面影响材料固化前的流动性，降低了碳纤维的取向度，另一方面阻断了导热链的长度，影响了空间占位的效果，于是材料的平面热导率随着聚乙烯的加入而下降，同时垂直热导率随着聚乙烯的加入而增大，但是增大幅度不显著。