电子器件的发展日新月异,传统的材料逐渐难以满足电子设备的散热需要,将高导热填料分散于聚合物基体中制备的复合材料成为散热材料的主流。本文利用石墨类填料平面热导率高的特点,制备了具有取向结构的石墨纳米片/聚氨酯复合材料以及三明治结构的石墨烯/聚酰亚胺复合材料,研究了工艺参数对性能的影响,并设计制造了一种柔性基板,对其散热性能进行研究。首先,使用间隙涂布法在室温制备了具有取向结构的石墨纳米片（GNP）/聚氨酯（PU）复合材料,在重力场的作用下,GNP在PU基体中呈现出高度取向的结构,随着GNP含量的增加,GNP/PU复合膜的平面（In-plane）热导率不断升高,纵向（Cross-plane）热导率远远小于平面热导率。当GNP含量为50%时,复合膜平面热导率达到53.03 W/（m·K）。研究了影响GNP取向结构的因素,发现浆料固含量在一定范围内对材料的导热影响较小,而干燥温度可以通过影响聚氨酯基体的凝固速率改变GNP的取向度。GNP含量为40%的复合膜,在30℃,60℃和90℃干燥后,平面热导率分别为38.12 W/（m·K）,32.82 W/（m·K）和28.81W/（m·K）。将制备的复合膜叠层热压,制备层叠结构的复合导热基板,并与相同厚度传统基板进行散热对比实验,模拟芯片温度低约31.5℃,表现出优异的散热效果。其次,使用间隙涂布法制备了氧化石墨烯（GO）薄膜,将制得的GO膜在3000℃石墨化,辊压得到纯石墨烯薄膜（GF）。纯石墨烯薄膜强度仅为6.66 MPa,因此将多层纯石墨烯薄膜进行辊压,利用机械力进行结合,制备多层石墨烯薄膜（M-GF）,抗拉强度提高到39.41 MPa。由于辊压导致的空隙减少和密度增加,M-GF在室温的平面热导率达到739.56 W/（m·K）。将M-GF置于两片带有胶层的聚酰亚胺（PI）薄膜之间进行热压,制备三明治结构的复合柔性基板（G-FPC）。将G-FPC与相同厚度传统柔性基板（FPC）进行散热对比实验,模拟芯片温度低约10℃,具有优异的散热效果。最后,使用ANSYS Workbench软件对GNP/PU、M-GF复合材料的应用进行模拟优化,研究了将GNP/PU复合材料制备成基板和热沉对芯片散热的影响,以及复合柔性基板的工艺参数对芯片散热的影响。