炭材料因其低密度、高比强度、高比模量、低热膨胀系数、高抗热震性、高热稳定性、高耐腐蚀性及高导热等优异性能成为散热材料的有力候选。本论文以鳞片石墨、石墨微片以及石墨烯片层为基本构筑单元,采用不同方式制备了宏观块体／薄膜状导热炭材料,系统研究了其化学组成、微观结构与导热性能之间的关系,并初步建立了导热模型。具体内容及主要结论如下：以天然鳞片石墨为填料,沥青为粘结剂,经500℃、1OMPa一次热压成型再炭化、石墨化热处理工艺制备了鳞片石墨/炭块体材料。极图显示所制备的石墨化块体的(002)晶面取向程度高于热压、炭化块体,且随粘结剂用量增加,取向程度从74.4%降至71.2%,而石墨化块体的晶格常数(平均晶粒尺寸La、平均堆积高度Lc、石墨化度g)和表观密度呈上升趋势。块体炭材料的室温面内热导率可达485W/m K,轴向热导率在15+3W/mK内波动。以石墨微片为填料,沥青为粘结剂,经600℃、23MPa热压成型再炭化、石墨化热处理制备了炭/炭薄片材料。所制备的石墨化薄片的(002)晶面取向程度、La和g随粘结剂用量增加呈现下降趋势。薄片具有各向异性结构,且薄片的面内热导率可达405W/mK,轴向热导率在1.0±0.3W/m K内波动。采用微波辐照协助还原法在水合肼/氨水体系中将氧化石墨烯还原成能够稳定分散的还原氧化石墨烯水溶液,经抽滤制得HNGO薄膜。HNGO薄膜的C/O原子比和(002)晶面取向程度随还原剂用量增加而逐渐增大。薄膜的面内热导率可达1056W/m K,HNGO-27薄膜经热压后,还原程度、取向程度、La都得到显著提高,面内热导率可升至1839W/mK。