本文以星载光纤激光器的热管理材料需求为背景,以不同石墨化度中间相沥青基碳纤维为基底,通过磁控溅射构筑不同石墨化度Cf/Al界面,研究了不同石墨化度Cf/Al界面微观结构演变规律,阐明了Cf/Al界面损伤机制。采用真空热压法制备了Cf/Al复合材料,研究了工艺参数对复合材料微观组织的影响,并利用扫描电镜（SEM）、X射线衍射分析仪（XRD）和透射电镜（TEM）研究了复合材料的界面结构,并研究了碳纤维体积分数对Cf/Al复合材料密度、力学性能和热物理性能的影响。通过研究中间相沥青基碳纤维石墨化度对Cf/Al复合材料界面损伤的影响,结果表明:随着石墨化处理温度的升高,中间相沥青基碳纤维的石墨微晶尺寸增大、取向度增高,其石墨化度也越高。石墨化度越高的碳纤维表面碳原子的化学惰性越强,界面反应活性越低,对碳纤维表面的损伤越小。此外,纤维损伤是由界面反应产生的缺陷数量和裂纹在碳纤维内部的增殖扩展情况共同决定的。中间相沥青基碳纤维的缺陷尺寸小和数量较少,但由于本身石墨片层尺寸大、取向度高,初始裂纹容易直接沿着石墨片层间快速扩展增殖,造成纤维损伤。与之相比,聚丙烯腈石墨微晶尺寸小,取向度低,虽然缺陷数量较多,但初始裂纹扩展时易发生偏移,扩展阻力大。通过对真空热压法制备Cf/Al复合材料的工艺研究,结果表明:热压温度越高,基体流动性越大,对碳纤维的填充效果越好;过低的热压压力不足以将基体挤入碳纤维缝隙而导致孔隙的产生,而过高的热压压力会使碳纤维产生破裂;热压时间越长,越利于基体对碳纤维填充和分散,但过长的热压时间将会加大碳纤维的损伤。因此,制备Cf/Al复合材料的最佳制备工艺为:热压温度600℃、热压压力15MPa和热压时间120min。Cf/Al复合材料无明显孔隙等缺陷,碳纤维分散均匀,界面结合良好,无明显反应物的生成;界面处碳纤维与铝基体呈齿状啮合,且界面处存在界面过渡层,为C元素与Al元素的扩散层。通过研究中间相沥青基碳纤维体积分数（10-40vol.%）对Cf/Al复合材料组织及性能的影响,结果表明:随着体积分数的增加,复合材料的孔隙增多,碳纤维团聚现象越明显,致密度逐渐下降,其中30vol.%Cf/Al复合材料密度为2.52g/cm~3,致密度为96.5%以上。同时随着纤维体积分数的增加,Cf/Al复合材料的抗拉强度和抗弯强度均有所下降,断口分析表明:复合材料主要以长纤维拔出方式失效,界面结合较弱。复合材料热物理性能研究表明:随着体积分数的增加,热扩散系数逐渐升高,而热导率呈先增高后降低的趋势,其中40vol.%的复合材料热扩散系数最高,为137.5mm·s-1,纤维体积分数增加使得复合材料导热通道增加,热扩散系数提高;30vol.%复合材料热导率最高,为293.7W/（m·K）,40vol.%的复合材料热导率受孔隙的影响导致热导率下降。