本文在大量实验研究和理论分析的基础上，设计和制备了单向C/C复合材料，系统、深入的研究了C/C复合材料的导热性能，及其与微观组织结构的关系，并对一维和二维C/C复合材料的导热系数进行了模拟和预测，为C/C复合材料的研究和热结构设计提供了指南。　　 1)以单向长纤维预制体为研究对象，简化研究对象的影响因数，系统研究C/C复合材料主要结构特征对其导热率的影响规律，从以下几个方面探讨了C/C复合材料的微观导热机理：　　 a.讨论了纤维含量对材料导热性能的影响规律。　　 b.讨论了热处理条件对材料导热性能的影响规律。　　 c.分析了C/C复合材料从室温～800℃导热系数的变化规律及机理。　　 d.从微观结构出发，分别研究了热解炭(光滑层、粗糙层)、树脂炭、中间相沥青炭基C/C复合材料导热性能。　　 e.通过对T700、T300、M40三种PAN基炭纤维进行微观结构及性能分析，讨论了不同类型炭纤维C/C复合材料的导热性能。　　 2)立足于国内可以获得的炭纤维、基体炭原材料，合理优化技术途径以提高C/C复合材料的热传导性能。主要从炭纤维和基体炭的改性出发，研究炭纤维和基体炭内部石墨微晶结构优化控制技术，以及纤维/基体界面热阻的改善：　　 a.硼酸对炭纤维改性预制体经硼酸浸泡后分别进行高温预石墨化，利用硼的催化石墨化特性，改善炭纤维的可石墨化能力，提高炭纤维的微晶取向度，从而提高复合材料中增强体炭纤维的导热性能。硼酸的催化作用同时还使炭纤维表面状态得到相应改善，一方面在CVI过程中能增加纤维表面的活性点，促进热解炭的有序沉积；另一方面，调整了炭纤维与热解炭的界面结合状态，使近炭纤维处形成了明显的过渡层结构，减少界面热阻的存在，从而提高复合材料基体炭和界面的导热性能。经硼酸改性后，平行纤维方向导热系数提高1.2倍，垂直纤维方向的导热系数提高了1.7倍。　　 b、炭纤维表面生长纳米碳管改性一方面，利用炭纤维表面所生长的纳米碳管诱导CVI热解炭在炭纤维表面的定向沉积，提高基体热解炭的微晶取向度，从而提高了基体的导热性能；另一方面，炭纤维表面生长纳米碳管的存在，可大大改善了炭纤维与基体炭的结合状态，从而减少复合材料中的界面热阻；同时，特殊结构纳米碳管的存在本身也为界面提供了高效导热通道。纤维表面生长适量纳米碳管后，平行纤维方向导热系数提高1倍，垂直纤维方向的导热系数提高了近4倍。　　 c.基体中添加纳米碳管在材料基体树脂中添加多壁纳米碳管，利用基体中存在的多壁纳米碳管诱导树脂在热处理过程的炭化、石墨化，提高基体的可石墨化能力，增大基体炭的微晶尺寸，从而提高整个C/C复合材料的导热性能。树脂中添加适量纳米碳管后，平行纤维方向的导热系数提高了约20％，垂直纤维方向的导热系数提高了近1倍。　　 3)根据基础研究分析，建立了单向C/C复合材料的微观导热模型，对基体结构中的孔隙、裂纹等缺陷进行了具体的分析和归类，充分考虑了孔隙、裂纹等缺陷等对材料垂直炭纤维方向导热系数的影响，将复合材料的导热与微观结构进行了关联模拟，并得到了很好的验证。另外，在一维复合材料导热模型的基础上，对二维复合材料的导热系数进行了一定的推导与预测，可望为C/C复合材料热设计提供相应的理论依据。