在电子元器件集成化、微型化和高功率发展趋势下,器件工作时产生的热量大幅增加,出现了严重影响电子设备安全稳定工作的过热问题。为了消除电子元件中积聚的热量,确保设备的正常运行,亟待研发高性能的热管理材料。由于聚合物基导热复合材料结合低密度、易加工和高导热性等优势于一体,使其成为解决电子器件散热问题的关键。然而,聚合物基导热复合材料中导热路径的构建和界面热阻的调控成为约束其发展应用的瓶颈。本论文通过对碳基-氮化硼复合填料结构的设计,在有效降低填料间界面热阻的前提下,采用热压和冰模板在复合材料内部构筑了取向的导热路径,从而制备出高性能聚合物基导热复合材料。1.石墨烯纳米片（GNPs）-氮化硼纳米管（BNNTs）/聚偏氟乙烯（PVDF）导热复合材料设计构筑。针对石墨烯层间存在的界面热阻问题,通过在剥离法制备的石墨烯纳米片（E-G）表面原位生长BNNTs,得到E-G与BNNTs的复合导热填料结构（E-G–BNNT）,经过热压法形成了E-G–BNNT取向排列的PVDF基导热复合材料（E-G–BNNT/PVDF）。桥接在E-G层间的BNNTs结构,通过C-N共价键将E-G层有效连接,为E-G层间界面热阻的降低做出了贡献。由于E-G–BNNT/PVDF在垂直方向上形成了连续的导热通路,使其面外导热系数得到大幅提升,在填料负载量为15 wt%时,其值达到3.12 W/（m·K）。E-G–BNNT/PVDF的优异热传导性能使其在热管理方面显示出一定的应用潜力。2.氮化硼纳米片（BNNSs）-碳纳米管（CNTs）/环氧树脂（EP）导热复合材料设计构筑。考虑到热传递路径的完整性及长程有序性可进一步提升复合材料的导热性,本工作从原位连接导热填料来降低填料间界面热阻的角度发出,在冰模板法制备的BNNSs骨架间原位生长出CNTs,利用共价键将取向排列的BNNSs有效连接,在降低BNNSs间的界面热阻的同时,构筑出贯通的导热通路,通过灌注法形成了EP基导热复合材料（o-BN/ZC/EP）。有效导热路径的建立为热量传输提供了保证,在填料负载量为9.86 vol%时,其导热系数值可达3.21 W/（m·K）。该工作为开发高性能热管理材料提供了新的设计和制备思路。