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本文在大量实验研究和理论分析的基础上，系统、深入地研究了C/C复合材料的微观结构，从微观机理上分析了热解炭微观结构对C/C复合材料结构与性能的影响，为C/C复合材料的研究与优化设计提供了指南。 1．深入分析了正交偏振光技术测量热解炭消光角和相移的基本原理，根据消光角大小可对热解炭分类为粗糙层、光滑层和各向同性层，但它并不能反映热解炭亚晶结构及炭层面间的无序，而相移值却反比于炭原子面间的倾斜无序； 通过透射电镜和选区电子衍射，能对热解炭微观结构中各亚晶区域逐一表征，通过选区电子衍射测得热解炭的取向角，正好反映了亚晶结构中炭原子面间的弯扭变形程度，取向角越大，弯扭变形越严重。 2．从微观机制上探讨了热解炭的石墨化微观机理。存在两个温度点：约在2100℃和2600℃附近，在此两个温度点附近炭层面分别在Lc方向和La方向急剧增大；提出了高织构可石墨化炭的石墨化过程模型：提出了高织构炭，中织构炭和低织构炭的微观结构模型，从微观机理上阐述了可石墨化能力的大小。 3．研究了热解炭微观结构对C/C复合材料导热性能、热膨胀性能的影响。 研究了高织构、中织构、低织构热解炭的C/C复合材料从室温到800℃的导热性能，从热解炭微观机制上阐述了三种织构热解炭导热能力差异的根本原因，提出了各种织构热解炭的C/C复合材料随温度升高导热能力变化的模拟走势图；提出了平行纤维面方向导热系数随孔隙度提高而增大的导热模型并解释了导热机理： 研究了高织构、中织构热解炭的C/C复合材料从室温到800℃的热膨胀特性，从微观机制上阐述了两种织构材料膨胀特性迥异的根本原因；提出了各种织构热解炭的C/C复合材料，随温度升高膨胀系数变化的模拟走势图；为选用抗氧化涂层材料提供了重要依据和指南。 4．研究了热解炭微观结构对C/C复合材料力学性能的影响，从热解炭微观机制上阐述了低织构材料、中织构材料、高织构材料力学性能差异的微观机理；提出了低织构试样突然失效的模型及机理：提出了中织构、高织构试样阶梯失效的模型及机制。 5.研究了热解炭微观结构对C/C复合材料摩擦磨损性能的影响。 分析了不同织构热解炭的导热能力、膨胀特性对C/C复合材料摩擦磨损性能的影响;从热解炭微观机制上阐述了高织构和中织构热解炭对摩擦性能的影响。 6.研究了C/C复合材料的氧化性能，提出了C/C复合材料的氧化机理;探讨了炭纤维中微孔对C/C复合材料氧化性能的影响;探讨了C/C复合材料中宏观孔隙和比表面积对C/C复合材料氧化性能的影响:探讨了不同微观结构热解炭对C/C复合材料氧化性能的影响，从微观机制上阐述了C/C复合材料的氧化机理。