随着微电子行业的快速发展，电子器件及其设备的工作功率持续上升，导致电子器件工作时产生的热量急剧增加，这给电子设备的散热带来了严峻的挑战。传统的热界面材料如导热膏、导热硅脂以及导热垫等，因其热导率相当低，并不能很好地满足高功率电子设备的散热需求。而石墨烯作为一种新型二维材料，因其超高热导率被广泛应用在复合热界面材料中，以期望得到最具前景的热界面材料。因此，为了实现对高功率电子设备的温升进行有效地控制，以满足高功率电子设备的工作性能要求，本文开展了石墨烯/环氧树脂复合热界面材料的强化传热特性研究，研究了石墨烯填料与环氧树脂基体材料界面之间的传热行为，探究了界面热阻、填料尺寸和体积分数对复合材料热导率的影响，以及复合材料的热导率、粘度、粘接性能和接触界面压力对接触热阻的影响，研制了高热导率、低接触热阻、高可靠性的新型石墨烯复合热界面材料。本文的主要工作内容如下：　　1、采用非平衡分子动力学方法分别模拟了多层石墨烯/环氧树脂、氧化石墨烯/环氧树脂以及多层石墨烯/碳纳米管/环氧树脂复合热界面材料的传热行为。研究发现氧化石墨烯与环氧树脂的界面热阻最小，界面吸附能最大。同时根据原子的振动功率谱分析发现，氧化石墨烯面外碳原子与环氧树脂碳原子的振动功率谱在局部区域有一部分的耦合，比多层石墨烯的耦合程度高。　　2、通过结合有效介质理论详细讨论了多层石墨烯填料与环氧树脂基体之间的界面热阻、多层石墨烯填料的体积分数和尺寸对复合热界面材料整体热导率的影响。研究发现填料的体积分数和界面热阻一定时，其热导率随填料尺寸的增加先迅速增加，之后慢慢趋于稳定，热导率稳定后所对应的尺寸值即为临界值。当填料尺寸小于临界值时，界面热阻对复合热界面材料整体热导率的影响起主导作用；当填料尺寸大于临界值时，填料的体积分数对复合热界面材料整体热导率的影响起主导作用。　　3、采用Hot Disk热常数分析仪对各种环氧树脂复合热界面材料的热导率进行了测试分析。结果表明多层石墨烯/碳纳米管/环氧树脂复合热界面材料的热导率值最大为1.18 W/mK，相比环氧树脂基体材料的热导率提高了6.5倍。　　4、采用课题组自制的高精度接触热阻测试系统对各种环氧树脂复合热界面材料的接触热阻进行了测试分析。结果表明在上下两个热流计的接触表面之间涂抹自制的多层石墨烯/碳纳米管/环氧树脂复合热界面材料对接触热阻的减少程度最大，其接触热阻的减少主要取决于自身热导率的提高。当填料掺杂份额为25 wt%、压力在0.75 MPa 时，接触热阻为 42.8 mm2K/W，比没有添加任何热界面材料时的接触热阻减少了13倍。