随着电子信息产业的飞速发展,尤其是5G信息化的发展,近年来,电子行业的元器件正逐步向高功率、高集成度、高密度方向等方向发展。然而,电子元器件在高度集成化的运行过程中会产生大量的热量,如果多余的热量无法被及时的散出,会直接影响到电子元器件的使用寿命和运行效率,常通过向基体中添加高导热填料来改善。此时,若当聚合物基体及导热填料成分固定时,提高复合材料导热性能的关键在于优化内部导热通路,使热量能够在基体内部快速传递。本文采用真空抽滤法制备了短切碳纤维毡,以此作为基体内部导热通路,通过电沉积手段对碳纤维表面进行改性,得到具有纳米锌片表面结构的改性碳纤维毡,并通过多种物理表征及测试手段,探究电解液组成、电流密度、电沉积时间对碳纤维表面形貌的影响规律,以优化内部导热通路。结果表明,以ZnSO4、PEG为电解液,在15A/dm~2的电流密度下进行电沉积,得到了鳞片状的纳米锌片表面结构,相比于初始碳纤维的光滑表面,改性后碳纤维的比表面积显著增加,使得碳纤维之间的接触位点增加,并且纤维之间有着较强的结合力,这有利于构建稳定连接的三维导热网络,提升了碳纤维毡的导热性能,此外,改性后碳纤维的比表面积显著增加,粗糙的表面改善了碳纤维与树脂浸润性差的问题。在获得最优电沉积工艺参数的基础上,通过高温浸渍热压制备了纳米锌片改性碳纤维毡/环氧树脂导热复合材料。结果表明:当环氧树脂基体与改性碳纤维毡复合后,树脂基体的弯曲模量由138.27 MPa提升至334.45 MPa;导热系数由0.175 W·m-1·K-1提升至0.318 W·m-1·K-1;热扩散系数由纯树脂的0.84 mm~2/s提升至1.71 mm~2/s,提升程度为107.1%;玻璃化转变温度升高,由纯树脂的117.44℃提高至139.26℃;热膨胀系数由纯树脂的79 ppm·K-1降低至13 ppm·K-1;经仿真模拟,可知复合材料的散热性能提升。综上所述,证明了在环氧树脂基体中引入改性碳纤维毡,可以明显提高树脂基体的力学性能和导热性能,归因于碳纤维表面形成了纳米锌片结构,这增强了碳纤维与树脂基体之间的界面结合,并在基体中构建完整且连续的三维导热通路网络,提升导热性能,改善树脂基体导热性差的问题。