现代技术的快速发展对电子器件的导热提出更高的要求。传统的导热技术已不能满足高功率密度、高集成电子器件的导热需求,迫切需要开发高导热性能材料,以提高电子器件的导热能力。石墨烯是一种单原子二维同素异形体的碳材料,具有极高的载流子迁移率、电导率和热导率。与石墨烯相关的材料,包括还原氧化石墨烯、少层石墨烯、多层石墨烯和石墨烯纳米片,代表了最先进的新型材料开发到热传导应用中。在一些电子领域,人们希望同时增加热导率和电导率,石墨烯与金属的结合具有广阔的应用前景。然而,石墨烯与铜和其他金属之间的界面热阻阻碍了石墨烯-金属界面的热传递。因此,降低界面热阻成为充分发挥石墨烯/铜或石墨烯/金属复合材料导热性能的关键。在石墨烯/铜复合材料中,电子是金属铜的主要热载流子,声子是石墨烯材料的主要热载流子。然而,现有研究主要聚焦声子对石墨烯/铜复合材料热传输的贡献,忽略了电子传热。金属和石墨烯之间可以形成带有电荷转移的物理吸附界面或者有轨道杂化的化学吸附界面。与物理吸附界面相比,化学吸附界面与石墨烯的结合更强,更容易形成电接触。本研究致力于石墨烯与铜界面之间的有机共轭小分子化学链接而形成共轭π键,构建电子导热路径;通过有机共轭小分子,作为它们之间的桥梁,形成粒子间的耦合,实现声子传热与电子传热的协同作用,降低界面热阻,提高石墨烯/铜复合材料的导热能力。本工作有望推动石墨烯/金属复合材料在新一代热界面材料领域的应用。为此,本文展开了以下研究:（1）提出并构建了一种新型的改性石墨烯/铜基复合材料电子热传导途径:利用4-乙炔苯胺对石墨烯（Gr）进行重氮化修饰,通过脉冲电沉积技术将功能化石墨烯（FGr）和铜链接到具有p轨道的共轭有机分子上,成功地建立了石墨烯/铜界面的共轭π-π键,从而构建了一条新的电子热传导路径。制备的FGr/Cu复合材料在100℃时的热扩散系数为1.444 cm~2 s-1,对应于导热系数为497 W m-1K-1,比只有声子导热路径报道值更高。FGr/Cu在100℃和150℃时的导热性能分别是Cu基体的1.61倍和1.31倍,在高温下仍能保持优异稳定的导热性能。（2）进一步构建改性石墨烯/铜基复合材料电子隧穿传热,从热传导和热辐射角度解释石墨烯与铜之间引入含硫有机共轭小分子化学连接形成的改性石墨烯/铜复合材料的热性能。石墨烯表面引入巯基苯分子（TP-Gr）,电化学沉积技术将铜粒子沉积到基体上的同时,巯基苯分子中硫醇锚定基团与铜之间形成S-Cu键,巯基苯基团中高度离域的芳基性质有利于电子隧穿,从而降低了铜粒子与石墨烯之间的热接触电阻,有利于TP-Gr/Cu复合材料中的电子传热。与空白试样Cu基体相比,TP-Gr/Cu复合材料导热系数提高了42.6%,达500.6 W m-1 K-1。热辐射中,热量被吸收并激发TP-Gr的分子振动,表面分子/晶格运动起到微型冷却风扇的作用,TP-Gr/Cu复合镀层表现出良好的散热。（3）选择和优化合适的有机共轭小分子化学连接来构建改性石墨烯离域共轭体系,即构建富电子离域p-π共轭体系的电子热传导。通过苯胺基团中的不等性sp~2轨道与石墨烯上的离域大π键的共轭,建立了离域p-π共轭体系,构建新的电子热传导路径。结果表明,苯胺功能化石墨烯（PA-Gr）沉积的铜基体（PA-Gr-Cu）复合材料具有506 W m-1 K-1的热导率,分别比石墨烯/铜复合材料（Gr-Cu）和铜（Cu）高30.8%和44.2%。放置在同一热源上加热,5分钟内热源温度从30℃升至210℃,PA-Gr-Cu表面温度迅速上升到198℃,而Gr-Cu和Cu的表面温度只缓慢上升到88℃和59℃。研究表明,N原子中具有孤对电子的苯胺作为中间桥连分子,在连接石墨烯和铜建立的离域p-π共轭体系对复合材料热传导方面具有优势。（4）讨论石墨烯与铜之间化学连接共轭小分子的取代基电子效应对改性石墨烯/铜复合材料导热性能的影响。即在石墨烯上共价接枝含吸电子取代基的苯甲酸分子（BA-Gr）和含供电子取代基的苯酚分子（PH-Gr）,分子中的-COOH和-OH结合铜离子形成配合物;这些配合物中的铜离子在脉冲电化学沉积下还原成铜粒子。还原的铜在铜基体上经过成核,生长,然后均匀沉积成致密的改性石墨烯/铜复合材料。与空白试样Cu基体相比,Gr/Cu复合材料导热系数仅提高10.2%;BA-Gr/Cu复合材料导热系数提高了29.1%,为453 W m-1 K-1;PH-Gr/Cu复合材料导热系数提高了44.7%,达508 W m-1 K-1。结果表明,在室温下,与非改性石墨烯样品相比,改性石墨烯由于引入含氧分子结能明显提高石墨烯/铜复合材料的导热系数;与含吸电取代基团的分子相比,含供电取代基团的分子增加石墨烯电子密度,导致电子掺杂,提高复合材料中电子迁移率,电子传热贡献更明显,复合材料导热系数更高。