1、本文在大量實驗研究和理論分析的基礎上，設計和制備了單向C/C復合材料，系統(tǒng)、深入的研究了C/C復合材料的導熱性能，及其與微觀組織結構的關系，并對一維和二維C/C復合材料的導熱系數(shù)進行了模擬和預測，為C/C復合材料的研究和熱結構設計提供了指南。
　　 1)以單向長纖維預制體為研究對象，簡化研究對象的影響因數(shù)，系統(tǒng)研究C/C復合材料主要結構特征對其導熱率的影響規(guī)律，從以下幾個方面探討了C/C復合材料的微觀導熱機理：
　　 a

2、.討論了纖維含量對材料導熱性能的影響規(guī)律。
　　 b.討論了熱處理條件對材料導熱性能的影響規(guī)律。
　　 c.分析了C/C復合材料從室溫～800℃導熱系數(shù)的變化規(guī)律及機理。
　　 d.從微觀結構出發(fā)，分別研究了熱解炭(光滑層、粗糙層)、樹脂炭、中間相瀝青炭基C/C復合材料導熱性能。
　　 e.通過對T700、T300、M40三種PAN基炭纖維進行微觀結構及性能分析，討論了不同類型炭纖維C/C復合材料的導熱性

3、能。
　　 2)立足于國內可以獲得的炭纖維、基體炭原材料，合理優(yōu)化技術途徑以提高C/C復合材料的熱傳導性能。主要從炭纖維和基體炭的改性出發(fā)，研究炭纖維和基體炭內部石墨微晶結構優(yōu)化控制技術，以及纖維/基體界面熱阻的改善：
　　 a.硼酸對炭纖維改性預制體經硼酸浸泡后分別進行高溫預石墨化，利用硼的催化石墨化特性，改善炭纖維的可石墨化能力，提高炭纖維的微晶取向度，從而提高復合材料中增強體炭纖維的導熱性能。硼酸的催化作用同時還使

4、炭纖維表面狀態(tài)得到相應改善，一方面在CVI過程中能增加纖維表面的活性點，促進熱解炭的有序沉積；另一方面，調整了炭纖維與熱解炭的界面結合狀態(tài)，使近炭纖維處形成了明顯的過渡層結構，減少界面熱阻的存在，從而提高復合材料基體炭和界面的導熱性能。經硼酸改性后，平行纖維方向導熱系數(shù)提高1.2倍，垂直纖維方向的導熱系數(shù)提高了1.7倍。
　　 b、炭纖維表面生長納米碳管改性一方面，利用炭纖維表面所生長的納米碳管誘導CVI熱解炭在炭纖維表面的定向

5、沉積，提高基體熱解炭的微晶取向度，從而提高了基體的導熱性能；另一方面，炭纖維表面生長納米碳管的存在，可大大改善了炭纖維與基體炭的結合狀態(tài)，從而減少復合材料中的界面熱阻；同時，特殊結構納米碳管的存在本身也為界面提供了高效導熱通道。纖維表面生長適量納米碳管后，平行纖維方向導熱系數(shù)提高1倍，垂直纖維方向的導熱系數(shù)提高了近4倍。
　　 c.基體中添加納米碳管在材料基體樹脂中添加多壁納米碳管，利用基體中存在的多壁納米碳管誘導樹脂在熱處理過

6、程的炭化、石墨化，提高基體的可石墨化能力，增大基體炭的微晶尺寸，從而提高整個C/C復合材料的導熱性能。樹脂中添加適量納米碳管后，平行纖維方向的導熱系數(shù)提高了約20％，垂直纖維方向的導熱系數(shù)提高了近1倍。
　　 3)根據基礎研究分析，建立了單向C/C復合材料的微觀導熱模型，對基體結構中的孔隙、裂紋等缺陷進行了具體的分析和歸類，充分考慮了孔隙、裂紋等缺陷等對材料垂直炭纖維方向導熱系數(shù)的影響，將復合材料的導熱與微觀結構進行了關聯(lián)模擬，