炭纤维具有强度高、比重小、耐高温、耐腐蚀等许多性质，作为结构和功能材料使用被广泛的应用于航天航空领域。炭纤维大致可以分为三类:聚丙烯烃基炭纤维、沥青基炭纤维和气相生长炭纤维。聚丙烯烃基炭纤维力学强度高，导热率稍低，主要被用来作为增强体与其它材料进行复合，用做结构型复合材料。沥青基炭纤维（特别是中间相沥青基炭纤维）具有很高的导热率，主要被用来制备结构一功能型复合材料。气相生长炭纤维性能优良，但是制备成本较高，因而限制了其的广泛应用。之外粘胶基炭纤维也是一种重要的炭纤维，但是由于其性能比较差，研究和发展受到一定的限制。　　 本文通过比较多种树脂炭化石墨化处理后炭的结构参数，从中选择两种相对易石墨化树脂（缩合多核芳香烃树脂和聚酰亚胺树脂）作为粘接剂，中间相沥青基炭纤维作为填料，通过模压固化成型、高压炭化/浸渍循环增密过程和3000-3100℃的石墨化工艺，制备出高导热、高弯曲强度炭炭复合材料。采用多种测试手段对原材料和复合材料样品性能进行表征和分析，得到如下结果:　　 1.树脂炭在2200℃以上的多相石墨化现象表明，有三种不同的炭组分共同存在于树脂炭中，即，无定型炭、乱层结构炭和石墨化炭。随着石墨化温度的提高，炭组分逐渐从无定型向乱层结构、乱层结构向石墨化组分转变。整体树脂炭从结构无序向有序转变。　　 2.对三种树脂炭（缩合多核芳香烃树脂炭、聚酰亚胺树脂炭和酚醛树脂炭）在2200℃到3000℃之间的结构和性能进行了比较，结果表明，经过3000℃处理后，在局部区域，三种树脂炭中石墨化组份的微晶尺寸大小不同，缩合多核芳香烃树脂炭可以形成微晶尺寸很人的炭微晶，聚酰亚胺树脂炭次之，微晶尺寸最小的是酚醛树脂炭;按照石墨化组分的含量多少，它们的顺序是;聚酰亚胺树脂炭＞缩合多核芳香烃树脂炭＞酚醛树脂炭。　　 3.采用树脂有机溶液浸渍/层压斑叠层模压法制备一维炭炭复合材料。在炭纤维体积含量达55％时，缩合多核芳香烃树脂基炭炭复合材料最高热导可达584W/m.K;弯曲强度可达164MPa;聚酰亚胺树脂基炭炭复合材料最高热导可达564W/m.K，弯曲强度可达145MPa。　　 4.由于聚酰亚胺树脂炭在炭化/石墨化热处理过程中体秋收缩大于缩合多核芳香烃树脂炭，所以在聚酰亚胺树脂基炭炭复合材料中，炭纤维与基体炭的界面处存在大量的微小空隙;在缩合多核芳香烃树脂基炭炭复合材料中，炭纤维与基体炭的界面结合良好，没有空隙出现。拉曼光谱显示，缩合多核芳香烃树脂基炭炭复合材料中基体炭的石墨化程度高于聚酰亚胺树脂基炭炭复合材料中的基体炭。　　 5.两种树脂基二维炭炭复合材料的性能比较呈现出类似一维材料的结果。即，当炭纤维体积含量达到50％时，缩合多核芳香烃树脂基炭炭复合材料热导率和抗弯强度都高于聚酰亚胺树脂基炭炭复合材料。前者两项指标的测试结果分别是324W/m.K和110MPa,后者两项指标的测试结果分别是318W/m.K和98MPa。　　 6.一维和二维树脂基炭炭复合材料中，由于炭纤维排列方式的不同，在炭化过程中，呈现出明显不同的体积收缩特点。一维复合材料的体积收缩主要发生在垂直于炭纤维轴向的端面上;而二维复合材料的体积收缩主要发生在厚度方向上;在炭纤维含量相同时，聚酰亚胺树脂基炭炭复合材料的体积收缩大于缩合多核芳香烃树脂基炭炭复合材料的体积收缩。