本文系统地研究了碳纤维(CF)增强复合体系形态控制对材料性能的影响。利用CF与不同聚合物熔体间相互作用力差异，促使少量耐高温第三组分偏聚在CF表面，并在共混及成型过程中将分散的CF焊接起来，形成连续的三维网络骨架结构。重点研究加工工艺和界面相互作用差异对自焊接骨架结构影响，考察骨架结构与复合材料导电、导热以及耐高温性能的内在关联。　　DMA和SEM分析表明，在CF增强聚苯乙烯(PS)体系中添加20 phr尼龙6(PA6)时，PA6优先聚集到CF表面，可以形成连续的CF-PA6三维网络结构。PA6粘附率(NPA6)与CF自焊接骨架强度存在正比关系，PA6与PS之间粘度差越大，越有利于提高PA6在CF表面的NPA6，而提高混炼转速和延长混炼时间均降低CF长径比，则损害自焊接骨架的形成。实验考察与理论分析发现，高温退火处理可以明显提高NPA6，同时在毛细作用力驱动下PA6向CF间交叉点凝聚，从而大幅提高自焊接骨架的力学强度。　　为进一步研究界面相互作用差异对自焊接骨架结构性能的影响，通过测定CF表面接触角和界面剪切强度(IFSS)，考察了不同聚合物在CF表面的粘附功。结果表明，基体聚合物和焊接剂与CF的粘附功差(△WA*)越大，自焊接骨架结构强度越高，复合体系耐热温度越高和力学性能越好。研究还发现，CF自焊接骨架结构的形成不仅有助于提高材料的热性能，使PS/CF的热变形温度由92℃大幅度提高到176℃，而且还可以有效提高材料的导热系数，减低导电渗流浓阈值。