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炭/炭复合材料和石墨由于其优异的物理化学性能被广泛应用于航空、航天和冶金等工业领域。在惰性气氛或真空中,随着温度的升高,它们依然可以保持其室温下的力学性能甚至还有所增加。然而,在空气中400℃就开始发生氧化,力学性能迅速下降。为此,国内外科学工作者对炭材料的氧化行为进行了大量研究。综观过去四十多年来有关炭材料氧化的研究结果,存在分析用动力学方程较简化、研究内容缺乏系统性等问题。为了完善炭材料氧化动力学方程,建立表征炭材料氧化的通用方法,本文以炭毡/炭复合材料、二维炭/炭复合材料以及石墨为研究对象,采用热重分析（TGA）和扫描电镜（SEM）对炭材料的氧化动力学与机理进行了系统研究,并对炭材料氧化TG曲线的模拟进行了初步研究。研究了炭/炭复合材料的等温氧化动力学,分析了氧化机理。与传统的炭/炭复合材料等温氧化研究相比较,主要有两方面的改进。首先建立了比一级反应更确切的描述非线性氧化阶段的动力学方程;其次是揭示了炭/炭复合材料在不同氧化阶段的显微结构与氧化机理的关系。在此基础上,将无模式函数法、模式函数法和简化时间图法等热重动力学方法引入到炭/炭复合材料的等温氧化动力学研究中,对炭/炭复合材料等温氧化机理有了更具体的解释。同时为了探讨氧化初期炭/炭复合材料性能急剧恶化的原因,利用SEM观察了炭/炭复合材料同一表面氧化初期显微结构的动态变化过程。利用传统的动力学分析法和发展的α-t/t0.5曲线多项式回归法开展了炭材料等温氧化TG曲线的模拟研究。结果表明:动力学参数法和α-t/t0.5曲线多项式回归法都可以较好预测炭材料等温氧化过程中的重量损失情况,其中α-t/t0.5曲线多项式回归法是一种比动力学分析法更简便的模拟炭材料等温氧化TG曲线的方法。开展了更接近炭材料实际使用环境的非等温氧化研究,探讨了模式函数法、无模式函数法和TG-DTG曲线形状法等热重动力学法在研究石墨的非等温氧化动力学和机理中的有效性,并对其非等温氧化TG曲线进行了模拟。研究结果表明:无模式函数法更适合研究石墨非等温氧化动力学,根据无模式函数法,石墨的非等温氧化存在三个阶段;动力学分析法和α-T/T0.5曲线多项式回归法并不适合模拟石墨非等温氧化TG曲线,lgβ-1000/T曲线线性回归法可以很好地模拟石墨非等温氧化TG曲线。