随着微电子技术的不断发展,电子元件的散热问题成为制约电子设备集成化发展的重要原因之一。热界面材料可以填充于发热元件与散热器之间,起到驱除间隙空气,促进界面热传导的作用。本文以金刚石颗粒为导热填料,以环氧树脂、硅橡胶为基体,采用热熔胶膜法及共混法制备热界面材料。通过对试样的微观形貌、导热性能、力学性能等进行表征,研究金刚石填料填充量、填料粒径、基体种类、制备方法以及复配填充等因素对材料综合性能的影响,并采用有限元数值模拟的方法计算材料的导热系数,与实验结果进行对比分析。研究结果表明,对于填充单一粒径填料的热界面材料,随着金刚石填料填充量的增加,环氧树脂基和硅橡胶基复合材料的导热系数均为先增大后减小。当填充量为70 wt.%时,导热系数达到最大值,为1.18 W/(m?K)。再进一步增加填充量,导热系数反而会出现下降。随着金刚石填料粒径的增大,材料的导热系数整体呈上升趋势,但在5μm和10μm范围内出现下降。对于使用热熔胶膜法制备的试样,在60wt.%填充量时,平行铺层方向上导热系数最大,为0.97 W/(m?K),相对于共混法样品提高了24%,有利于材料在较低填充量时获得更高的导热性能。使用不同粒径的金刚石填料进行复配填充,当5μm金刚石颗粒的填充量为40wt.%,60μm填料填充量为30wt.%时,复合材料具有最大的导热系数,为1.37W/(m?K),相对于填充单一粒径填料提高了16%,在总填充量相同时有效提高了材料的导热性能。数值模拟研究结果显示,当填充量较高以及填料粒径较大时,单一粒径填充复合材料的数值模拟结果与实验结果拟合效果更好。热熔胶膜法以及复配填充复合材料导热系数的数值模拟结果与实验结果相近,验证了导热模型的准确性,并证明了采用热熔胶膜法以及复配填充两种方式可以有效提高材料的导热性能。