碳纤维是一种高性能纤维,由于具有高比强度、高比模量、抗疲劳、耐腐蚀和密度小等一系列优点,作为先进基体复合材料的增强材料广泛应用于国防军事、交通运输、体育休闲等多个领域,同时碳纤维良好的导电导热性也推动着其在航天航空、电磁屏蔽、道路除冰、民用取暖等方面的应用。但普通碳纤维在有氧环境中的高温热稳定性差,同时应用于电热材料的电热性能仍有待提升,这也限制了碳纤维的应用。针对上述不足,本文分别采用低成本且制备工艺流程简捷易行的石墨烯/环氧树脂表面涂层工艺和电镀镍金属化修饰在普通碳纤维表面构筑了功能性涂层,探究了表面涂层改性碳纤维的电热性能及微观结构。具体内容如下:（1）通过简单的浸渍涂覆,利用以石墨烯为添加剂的环氧树脂混合物对PAN基碳纤维进行了表面涂层改性,然后在高温氮气氛围中对其进行了热处理,进一步研究了不同改性条件下碳纤维的电热性能与其微观结构的关系。结果表明:经过表面涂层改性和氮气氛围热处理的碳纤维丝束在室温下接入4 V电压后具有快速温度响应性,其温度在60 s内快速升高了40℃并达到热平衡,其平衡温度较原始碳纤维提高了约21.4%,并显现出良好的电热稳定性;结构分析和有限元模拟表明,石墨烯/环氧树脂表面涂层工艺可以提高碳纤维在高温下的结构稳定性,并在表面产生了有利于电流聚集的微结构。（2）为了进一步提升碳纤维的电热性能,增强涂层碳纤维在有氧环境中的热稳定性,本文采用简单易控的电镀工艺对经过预处理的碳纤维进行了金属化修饰,在其表面镀覆了镍涂层,探究了不同预处理条件和电流密度对碳纤维表面镀镍效果的影响,分析了不同施镀时间下镀镍碳纤维的表面结构及镀层形成的机理,并对不同施镀时间和镀层厚度的镀镍碳纤维进行了力学性能、抗氧化性能和电热性能表征。结果表明:金属镍与经过预处理的碳纤维结合良好,镀层平整、致密,对碳纤维表面的缺陷结构有弥补作用;镀层厚度小于0.4μm时对碳纤维力学性能有增强作用,在0.4μm附近时对碳纤维的抗氧化性能改善效果较好;镀镍碳纤维的电热性能随着镀层厚度的增加显著提升,室温下接入1.0 V电压即可在30 s内迅速升高40～86℃,较未镀镍的碳纤维提升了12%～81%,并表现出良好的电热稳定性,具有应用于工业和民用电热器材的潜力。