随着航空航天科技的迅速发展,高集成、高功率密度的电子元件得到广泛应用。这些元件在运转过程中会产生大量的热,为了保障整个装置的正常运转,这些热量需及时定向导出。在众多传导材料中,石墨材料凭借其得天独厚的优势备受关注。石墨材料在高温条件下力学结构稳定,密度低,这大大地减轻了载重负担,降低能耗。同时,石墨材料还具有极高的定向传导能力,其最大热导率理论上可达2500W·m-1·K-1,是金属铜的6倍,而在垂直于石墨片层方向的热导率却很低,仅为6W·m-1·K-1。聚酰亚胺(PI)结构中含有大量平面度高、取向度高的芳杂环结构,在惰性气氛中经高温石墨化处理后可制得热导率高达1800 W·m-1·K-1的石墨薄膜材料。本论文以PI纤维为前驱体,经过炭化、石墨化处理后得到具有高导热性能的PI基炭纤维(PI-CFs)。重点讨论了热处理温度(HTT)、牵伸条件、升温速率、稳定化工艺等因素对PI-CFs结构和性能的影响,研究发现：当HTT=1500℃时,PI-CFs碳含量即达到93%,并且所得到的PI基石墨纤维也具有较高的石墨化程度,石墨片层排列规整,取向度高,2800℃石墨化处理后石墨微晶尺寸经计算可达到30nm。为了获得高取向的PI-CFs,需要在炭化过程中施加一定的张力,并且在一定强度范围内,随着张力的增加,纤维取向度提高,力学性能也相应提高。当炭化温度为1000℃时,升温速率的改变对最终产物的微晶尺寸及晶体完善程度影响较小,但是对最终产物的形貌和力学性能有显著的影响。因此为了获得高质量的PI-CFs,应当在热解过程中采取尽可能低的升温速率,减少因气体小分子释放而产生的缺陷。为了改善PI-CFs脆性,提高纤维质量,本文依据PAN纤维空气稳定化原理,开发了一种新型PI纤维液相稳定化方法。经过该方法处理的PI纤维,在分子间能够形成新的化学键,这些化学键的存在可使分子链由线型结构转变成交联的体型结构。经过稳定化处理后,纤维在整个升温过程中放热区间变宽,并且放热量减少,由最初的875.18mW/mg降低到166.13mW/mg,有效地避免温度突变以及局部蓄热等情况的发生。因此该方法可以有效地提高PI纤维的稳定性,减少炭化过程中纤维的熔并甚至断裂现象发生。同时TGA结果表明,经过稳定化处理后,产品的碳产率也显著提高。但是如果稳定化程度过深,则纤维表面开始出现一些缺陷,譬如裂纹等。这些缺陷的出现会对纤维的性能产生不利的影响。因此经测试分析发现,较佳的稳定化时间为10-15min;稳定化处理的PI纤维经2800℃石墨化后,最大热导率可以达到415.35 W·m-1·K-1,表现出优异的传导潜力。