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电子设备的小型化必然导致设备能量密度的增加，设备的散热效果因此成为限制电子工业发展的一个关键因素，而设备散热效果好坏的一个很重要的部分就是材料间的界面热传导，界面间的热传导也因此成为提升电子设备热传导的一个瓶颈。当两个粗糙的固状物相互接触时，他们间的真实接触面积其实是很少的，它们的接触面间的剩余空间部分将被空气所填充，而空气的热导率(0.026w/mk)比一般金属的热导率要低四个数量级，因此通过空气进行的热传递相对于通过实际的接触点所进行的热传递来说几乎是可以忽略的。从这个角度来说，想提升界面间的热导就要减少热接面材料的粗糙度。将热界面材料放置在两个配合物中间以提高界面的热导率。热界面材料一般选用自身热导率较高且可以填充迸界面间孔隙的材料从而能够有效提高界面间的有效接触面积。如今，利用石墨烯的超高本征热导率(5300W/mK)作为填料与高分子材料进行复合制备热界面材料引起了广泛的注意。本论文采用石墨烯纳米片，经过不同的处理方式，形成多种三维石墨烯骨架，并成功制备出高导热石墨烯/环氧树脂复合材料。对这种石墨烯/环氧树脂复合材料的热学性能进行了系统研究。具体研究内容包括: 本文通过多种分析和测试手段，对所使用的石墨烯原料进行了系统表征;探索出三种形成石墨烯三维骨架的方法，具体包括:(1)采用不同的天然石墨进行电化学剥离，并对剥离出来的石墨烯做一系列表征，并将剥离得到的石墨烯与传感器领域进行结合研究;(2)通过制备不同片径大小的石墨烯纳米片，并将其按一定比例进行混合搭建石墨烯三维通路，与环氧树脂进行复合，制备出高导热复合材料;(3)通过SiO2纳米球在石墨烯片上原位生长SiC纳米线的方法，利用高频感应加热，形成三维石墨烯导热通路，最终制备出具有超高纵向热导率的热界面材料。 通过模拟高功率密度封装环境，将所得到石墨烯三维复合材料作为散热通路，获得温升曲线和红外热像图，可以证实本文所制备的石墨烯三维复合材料能够极大提高高分子基底的导热性能，以达到较好的散热效果。本文所制备的具有超高导热性能的石墨烯三维复合材料，可以有效降低热损耗，提高电子产品的使用寿命，减少用电成本。有望在电子封装等领域得到广泛应用。