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当前电子器件向高功率、高频率、微型化、集成化的方向迅速发展,电子器件功率密度逐渐提升,热聚集产生的热点问题严重影响电子器件性能和应用,急需开发高效散热材料,将高热导的石墨材料与金属基体复合,实现高导热基板对器件的直接封装,从而降低界面热阻,进一步提高电子器件的散热效果。高导热石墨/铝复合材料具有密度低、导热系数高和热膨胀系数低的特点,在热管理材料的开发和应用中具有极高的竞争力。本论文中通过真空热压烧结的方法以6061铝合金作为基体材料,定向退火石墨（Annealed pyrolytic graphite,APG）为导热组元制备得到高导热复合材料。以此类新型碳材料作为导热组元进行研究,采用真空微蒸发镀的方法对定向退火石墨表面进行Ti、Cr改性处理,对复合材料的界面进行调控,改善石墨与铝合金间的结合情况,充分发挥定向退火石墨材料的热性能,实现了定向退火石墨/铝复合材料力学性能的提升。同时对定向退火石墨表面铝合金的厚度进行设计,得到不同层厚比的定向退火石墨/铝复合材料,形成了具有不同性能特点的定向退火石墨/铝复合材料。本论文的主要结论如下:采用真空微蒸发镀的方法在定向退火石墨表面形成均匀、完整的碳化物镀覆层。经真空蒸发镀Ti、Cr处理后定向退火石墨表面能够形成其相应的碳化物,镀Ti处理后在定向退火石墨表面形成了 TiC镀层,定向退火石墨与Ti镀层间形成了APG-TiC-Ti的界面结合,而经镀Cr处理后的镀层是由Cr3C2和Cr7C3共同组成,定向退火石墨与Cr镀层间形成了 APG-Cr3C2/Cr7C3-Cr的界面结合。探究了定向退火石墨表面Ti、Cr元素的改性处理对复合材料界面结合的影响。采用真空热压的方法,在烧结温度为590℃,保温时间为30 min和烧结压力为40 MPa的条件下,制备得到了表面改性定向退火石墨/铝复合材料,得到了润湿性良好的石墨/铝界面。随着热压温度的增加,界面间的结合状态逐步提升,在复合过程中碳化物改性定向退火石墨和铝合金间会形成非晶过渡区。其中真空微蒸发镀Ti改性层在石墨表面形成了均匀、完整且致密,与石墨形成了结合良好,以此改性石墨作为导热组元制备得到的复合材料具有良好的界面结构,与铝合金间形成了 Al-TiC-APG的界面结合。经真空蒸发镀覆得到的Cr改性层与定向退火石墨间的结合良好,但致密度有待提高,制备得到的复合材料具有Al-Cr7C3-APG的界面结合。碳化物改性层能够改善Al-C间的界面结合并抑制界面有害相Al4C3的产生,并且将石墨与铝合金的弱界面结合转化为强冶金结合。定向退火石墨/铝复合材料的X-Y平面热导率随着石墨/铝层厚比的增加而提高,但Z方向热导率的变化并不十分明显。经过Ti改性处理的定向退火石墨/铝复合材料热扩散系数提升明显,当Al:APG:Al各相厚度比为由1:2:1增加到1:6:1时,经Ti改性处理的退火石墨-铝复合材料面内热扩散系数从570 mm2/s增加到了 1056 mm2/s。定向退火石墨表面镀层能够强化石墨/铝复合材料,提升整体的力学性能,经过Ti改性处理后复合材料的抗弯强度明显提高,当Al:APG:Al各相厚度比为1:3:1时,复合材料的抗弯强度达141 MPa,与未进行界面改性处理的复合材料相比提升了 18%。复合材料的失效方式主要集中在石墨-铝间的界面上,且在断口处呈现石墨抽出断裂的特征,界面改性层能够起到吸收变形能量的作用,同时在失效过程中定向退火石墨发生了弯曲,与一部分应力发生作用,相互抵消,进而提升了复合材料整体力学性能。