由于微电子技术的迅速发展,电子元器件的散热问题逐渐成为业界内的热门话题,器件的寿命和效率与其散热有关。如果不能及时散热,元器件的局部温度过高,导致器件融化甚至失效。因此,高热导率的散热材料在电子器件封装中迫切需求。以石墨烯和金刚石为代表的碳基材料与金属复合的第三代热管理材料因具有高导热性、低热膨胀系数、低密度特性而备受关注。然而,由于石墨烯或金刚石与铜金属之间的不亲润特性,导致碳基/铜复合材料存在显著的界面问题。因此,本论文面对高导热复合材料的需求,以金刚石/铜金属复合、氮化石墨烯/金属（银和铜）为研究对象,采用熔盐技术调控金刚石表面金属化,利用热压技术实现复合材料的致密化,并获得高热导率的金属化（Ti、Cr、Mo等）金刚石/铜复合导热材料;同时利用天然、无污染的蚕丝制成的丝蛋白溶液为碳源,并混入金属硝酸盐溶液,利用微波等离子体技术一步合成氮化石墨烯复合金属颗粒材料,并基于热压技术实现复合材料的致密化。具体研究内容如下:（一）优化金刚石表面金属化工艺本文采用熔盐处理工艺技术,对金刚石表层进行金属化处理。主要探讨了不同的烧结温度、不同原料比例对表面涂层的外观形貌结构以及物相结晶程度的影响。同时,通过控制不同质量比的金属与金刚石粉来调控金属层的厚度。本文重点针对三种不同的金属或者金属氧化物（Ti、Cr、Mo O3）对金刚石表面进行金属化处理。实验结果表明:（1）Ti金属化金刚石最佳烧结温度为750 ℃,金刚石与Ti的最佳质量比为5:0.3,获得的碳化层厚度为320 nm,金属化层结晶性好,膜连续性高。（2）Cr金属化金刚石最佳烧结温度和金刚石与Cr粉的质量比分别为950℃和5:0.3,碳化层厚度只有650 nm。（3）Mo金属化金刚石最佳烧结温度为1100℃,金刚石与三氧化钼最佳质量比为1:1,所得金刚石表面碳化钼薄膜厚度只有175 nm。基于以上的最佳条件,获得的金刚石表面金属化镀层均表现出良好的表面形貌和结晶度,有利于金刚石与铜之间的界面结合。（二）金属化金刚石/铜复合导热材料的制备与性能研究利用上述金属化金刚石制备金刚石/铜复合热管理材料。实验首先研究了在热压烧结过程中,金刚石的体积分数对复合材料的热性能影响,同时分析了不同体积分数下,金刚石/铜复合材料的内部界面结构。其次,深入研究了金刚石表面金属化的结构、厚度对铜基金刚石材料热性能影响。实验最终结论确定了金刚石体积分数为50%时,铜基/金刚石复合材料的热性能最佳。针对不同金刚石表面金属化制备的复合材料,金属化（Ti）的金刚石/铜复合材料最高热导率为483.62W/（m·K）,金属化（Cr）的复合材料的最高热导率为400.69 W/（m·K）,金属化（Mo）的复合材料的最高热导率为691.93W/（m·K）。（三）氮化石墨烯/金属（Ag、Cu）复合材料的制备以及热性能研究首先,本实验提出一种原位生长制备金属-石墨烯复合材料的方法。将丝素蛋白溶液与金属硝酸盐（Ag NO3、Cu（NO3）2）均匀混合,烘干成膜,使用微波等离子体技术,制备金属-氮掺杂石墨烯（Me-NGs）粉末状复合材料,通过多种化学表征技术分析复合材料的成分以及其分子结构。其次,实验将金属/氮掺杂石墨烯粉末状复合材料热压烧结成片,增加复合材料的致密性。同时研究了NGs、Cu-NGs、Ag-NGs三种片状复合材料的热性能,并且调控硝酸银的含量研究不同Ag+掺杂浓度的Ag-NGs片状复合材料的热性能。实验结果发现,掺杂金属离子的复合材料的热性能有所提高,Ag-NGs复合材料的热性能最好。而且复合材料的热性能与Ag+浓度成正比。最后,实验还证明金属/石墨烯复合材料不仅具有良好的热学性能,而且还具备良好的催化特性。在电催化测试中,0.1 M Ag-NGs复合材料实现4e-转移过程,获得0.95 V的开启电压和0.65 V的峰值电压。