碳纤维是一种由堆叠的结晶石墨层组成的无机高分子材料,具有优异的物理化学性能。在航空航天、国防、体育、电子、环保等领域有着广泛的应用前景。随着人们审美需求的提高和多样化发展,碳纤维材料固有的黑色外观已经无法满足人们的需求,由于碳纤维表面缺乏活性较高的化学反应基团,传统染料对碳纤维着色非常困难,因此将碳纤维着色和结构色这一理论结合起来。目前文献报道的碳纤维着色方法有电泳沉积法、原位聚合法、热重力沉降法,但是这类方法制备出的彩色碳纤维颜色均匀性和稳定性差。虽然原子沉积法和磁控溅射克服了结合牢度和均匀性的问题但是这类方法进行碳纤维着色时,耗时长使碳纤维着色的工业化发展受到限制。除此之外目前文献报道的这些碳纤维着色方法只是制备了某一种单一颜色的碳纤维,并没有一种制备渐变彩色碳纤维的方法。因此本论文提出三种策略对碳纤维织物进行着色。首先利用引发式化学气相沉积在碳纤维表面沉积一定厚度的pGMA薄膜,使碳纤维织物呈现出绚丽的彩色。通过对不同热丝温度、工作距离和沉积时间下的彩色碳纤维的光学性能、薄膜厚度进行分析可以得到在热丝温度为160℃左右和工作距离为50 mm左右的着色效果最佳。可以通过调节沉积时间得到不同颜色的彩色碳纤维织物。该方法具有沉积速率高、保形性好的优点,为实现碳纤维织物的大规模着色奠定了基础。其次,利用原子层沉积技术在碳纤维表面构筑一层厚度渐变的Al2O3薄膜。通过调节TMA在一个循环内脉冲时间的不断变化,实现了对碳纤维表面Al2O3厚度的调控,制备出渐变彩色、保形性好、牢度高的渐变彩色碳纤维织物。样品CFF-10×300在碳纤维的不同位置由出气口到进气口,沿碳纤维的轴向方向上,Al2O3薄膜的厚度由140 nm到380 nm变化。最后,在前一章工作的基础上,利用原子层沉积技术在碳纤维表面构筑一层Al2O3/ZnO一维光子晶体薄膜,其中一维光子晶体是由两周期的厚度渐变的Al2O3薄膜和厚度均匀的ZnO薄膜交替沉积而成。通过调节ZnO薄层的厚度实现对渐变彩色碳纤维织物颜色的调控,制备出颜色亮丽、保形性好、牢度高的渐变彩色碳纤维织物。另外,基于一维光子晶体着色的渐变彩色碳纤维织物具有优异的电加热性能和低电压驱动性,在热管理方面具有巨大的应用前景。