空心炭微球具有密度小、热导率低、化学稳定性好以及可以吸收电磁波的优良特性,能满足航空航天材料轻量化的发展要求。本论文主要以酚醛树脂空心微球为原料,通过酸洗、预氧化、炭化处理,成功制备球形度好、破球率低、强度高的空心炭微球,进一步与热固性酚醛树脂复合得到轻质复合材料。此外,通过化学镀镍对微球进行改性研究,考察了改性后材料的介电和微波吸收性能。本论文的主要结论如下：1)低密度空心炭微球的制备及其力学性能。酚醛树脂空心微球在直接炭化处理过程中,随着炭化温度的升高,炭化收率减少,破球率增加,耐压性能降低。通过循环酸洗可以有效去除酚醛树脂空心微球中的灰分,减少结晶物析出,降低炭化时热应力集中,破球率和等静压破球率降低至18.30%和30.64%,空心炭微球的强度显著提高。通过适当的预氧化可以进一步降低BJO空心炭微球的破球率,提高耐压性能。其中经过循环酸洗和200℃预氧化后得到的空心炭微球的破球率和等静压破球率分别降低至10.03%和17.34%。2)酚醛树脂／空心微球复合材料的制备及其力学性能。酚醛树脂空心微球和空心炭微球制备成复合材料后,随着微球在复合基体中质量占比的提高,密度减小,热导率先降低后上升,压缩应力逐渐降低。通过预处理后的微球制备成复合材料,密度和热导率进一步降低,压缩应力分别提高了49.58%和11.13%,并表现出假塑形。3)低密度炭微球化学镀镍工艺研究及吸波性能。通过对空心炭微球化学镀镍的工艺研究,确定了化学镀镍镀液最佳配方为：硫酸镍32g/L；次亚磷酸钠36g/L；乳酸19ml/L;乙酸钠14g/L。通过化学镀镍的炭微球随着微球中镍含量的上升,炭微球的介电性能和吸波性能有显著提高,在5-10 GHz频段内吸收超过10 dB,最高吸收达到20 dB。