采用均热式化学气相沉积技术，以二茂铁为催化剂前驱体，氮气为载气，丙烯为碳源，研究了Fe催化PAN炭纤维原位生长纳米炭纤维，以及其在炭／炭复合材料（以下简称C／C复合材料）制备工艺中的应用。在此基础上，研究了Fe、B元素在均热式化学气相沉积过程中的作用，以及对C／C复合材料结构和性能的影响。 将用二茂铁酒精溶液浸泡的PAN炭纤维，分别在880℃、920℃下沉积1、2、4、8h，通过扫描电镜（SEM）观察，发现在880℃，1.0-1.3Kpa，丙烯为碳源，氮气为载气时在炭纤维的表面催化生成纳米炭纤维，920℃时则生成颗粒状热解炭和纳米炭纤维，未加催化剂时没有发现催化生长纳米炭纤维的生成。实验证明使用C₃H₆-Fe-N₂体系可以在880℃时催化生成纳米炭纤维。并探讨了Fe催化PAN原位生长纳米炭纤维的生长机理。 通过对比经Fe、B催化以及未经催化的C／C复合材料的偏光结构以及热解炭的形貌，Fe催化后的C／C复合材料的偏光结构以具有锥状生长特征的结构为主，而经B催化和未催化的结构以层状的光滑层为主。并在此基础上探讨热解炭的沉积机理。 对得到的C／C复合材料的性能进行研究。结合经Fe、B催化和未催化的C／C复合材料偏光结构上的不同，对材料的力学性能进行研究，讨论体积密度、结构对力学性能的影响，进一步研究了材料的断裂行为和韧性，确定了不同结构的材料所对应的断裂模式。研究并测定C／C复合材料在两个方向上的导热系数，讨论了体积密度、结构、石墨化度对材料导热系数的影响，分析认为结构是导热系数偏低的本质原因。研究了C／C复合材料的摩擦磨损性能，讨论体积密度、结构、石墨化度、压力等因素对摩擦磨损性能的影响，结合摩擦表面的形貌观察，探讨了C／C复合材料的摩擦磨损机理。