传统成型工艺制备的导电复合材料内部导电通路分布不可控，且难以实现复合材料的电学与力学性能的匹配。利用选择性激光烧结技术快速制备了类金刚石结构石墨骨架素坯，并经过二次固化、真空压力浸渍酚醛树脂溶液以及高温碳化等后处理工艺改善石墨骨架电学以及力学性能，并将环氧树脂与之“复合”，制备了石墨/环氧树脂复合导电材料。通过正交试验，研究了石墨骨架结构特征参数对导电复合材料的电导率和抗弯强度的影响。研究结果表明：键半径R为决定复合材料电导率的主要因素，但对于其抗弯强度为较次要因素；键长L对复合材料的电导率和抗弯强度皆为较主要因素；当键长为6 mm、键半径为1.4 mm、键角为120°时，可获得力学性能和导电性能相协同的新型导电复合材料。

以天然鳞片石墨粉末为原材料、热固性酚醛树脂为黏结剂，基于微热压技术原理实现了石墨碳化硅陶瓷复合材料快速制备，重点研究混合粉末组成对其抗压强度、导热性能的影响。研究结果表明，当天然鳞片石墨粉末质量分数为85%、热固性酚醛树脂质量分数为15%，高纯硅粉、短切碳纤维、中间碳微球质量分数分别为25%、4%、21%时，石墨碳化硅陶瓷复合材料抗压强度、导热系数分别达到30.82 MPa、21.65 W/m·K；并测试其热膨胀系数和抗氧化性能，在1200 ℃条件下，其氧化失重为23.679%、热膨胀系数为3.14×10^-6 K^-1。该复合材料有望代替石墨铸型材料，在铸造行业获得应用。

在获得石墨烯（RGO）/聚乳酸（PLA）、RGO/四氧化三铁（Fe₃O₄）/PLA多种复合吸波线材的基础上，利用熔融沉积成形技术打印了三层角锥吸波体。利用CST仿真与实验研究了吸波剂组合和分布方式（水平梯度分布和立体梯度分布）对角锥吸波性能的影响，并揭示了吸波机理。研究结果表明，对于均质吸波体，双组元吸波剂吸收性能更佳，且吸波性能随石墨烯的含量增加而改善；对于吸波剂梯度分布吸波体（此时锥体高度为16 mm，底面尺寸为10 mm×10 mm），立体梯度分布时（加入质量分数分别为3%、5%、7%的三层吸波剂石墨烯）可获得最强吸波效果：在6.1~18.0 GHz范围内的反射损耗低于-10 dB，有效吸波带宽可达11.9 GHz以上，在17.2 GHz处达到最高吸收强度为-45.8 dB；相对吸波剂组合，分布方式对角锥吸波能力具有更大影响，立体分布方式的吸波体一方面改善阻抗匹配特性，保证有效吸波带宽，另一方面增大多重散射、反射与球状衍射损耗，提高吸波强度。

利用选择性激光烧结技术制备的3D石墨/陶瓷复合材料疏松多孔, 力学性能和导热系数均较不佳, 研究了不同的混合粉末组成和不同的后处理工艺方案对石墨/陶瓷复合材料导热性能和抗压强度的影响。研究结果表明, 通过添加高纯硅粉高温原位烧结反应生成碳化硅增强相使得复合材料抗压强度和导热性能有所增加；加入可膨胀石墨粉末因增加了闭气孔率, 导致其抗压强度和导热性能有所降低, 但后者下降幅度更为明显；通过真空压力浸渍酚醛树脂溶液和硅溶胶溶液, 3D石墨/陶瓷复合件的抗压强度和导热系数均有较大幅度的提升；最终制备了抗压强度为13.04 MPa, 导热系数为1.94 W/(m·K)的3D石墨/陶瓷复合铸型, 成功地用于铸钢件多次重复浇铸, 通过对铸件缺陷和使用成本进行分析, 所制备出的石墨/陶瓷复合件有望替代传统的水玻璃砂型。

研究不同的酚醛树脂加入量、不同粒径的石墨粉末以及包覆预处理次数对石墨成形件的抗弯强度和成形精度影响，分析其变化规律，揭示石墨增材制造成形机理。研究发现：石墨成形件的抗弯强度、成形误差随着酚醛树脂粉末加入量的增加而增大；与-325目、-200目和-150目相比，用-100目天然鳞片石墨粉末与酚醛树脂粉末按6∶4的质量比制备的混合粉末，其成形件的抗弯强度最佳，达到1.93 MPa；对石墨粉末进行包覆预处理，既有助于提高石墨成形件的力学性能，又可以降低粉末的导热系数，从而提高成形件的成形精度，当包覆次数为2时，其抗弯强度达到2.976 MPa，X、Y和Z方向的尺寸相对误差分别为8.42%、8.45%和13.05%。此外，快速制造出类金刚石结构的多孔石墨骨架，实现了强度与精度的协同。

在制备石墨烯/聚乳酸(PLA)复合材料的基础上,利用熔融沉积成型技术快速制备了单层均质样件,研究了石墨烯含量对其电磁参数的影响规律,并基于传输线理论计算分析了其吸波效果;选择石墨烯含量较低的复合材料作为透波层的打印材料,石墨烯含量较高的复合线材作为吸收层和再次吸收层的打印材料,并基于四分之一波长匹配理论确定了吸收层、再次吸收层的匹配厚度范围。设计制造了由不同石墨烯/PLA复合材料组合而成的三层吸波体,测试结果表明:三层吸波体的吸波效果远优于单层均质吸波体,且当选取石墨烯质量分数分别为5%、7%、8%的复合材料作为透波层、吸收层和再次吸收层打印材料时,可以获得最佳的吸收效果,此吸波体在13.3~18 GHz频段内的反射率均小于-10 dB,在17 GHz时有-30 dB的最大吸收峰值。

选择性激光烧结技术制备的石墨预制体致密度不高, 且内部疏松多孔导热系数也相对较低。本文通过改变选择性激光烧结工艺参数制备了相对密度在18.78%~24.95%的多孔石墨预制体, 并利用瞬态平板热源法测定其在室温下的有效导热系数, 研究了激光能量密度对选择性激光烧结石墨预制体导热性能的影响。结果显示在0.05~0.15 J/mm2之间激光能量密度与导热性能呈正相关的关系, 而在能量密度小于0.136 7 J/mm2时预制体的相对密度随着能量密度的增大而增大, 当能量密度大于0.136 7 J/mm2时预制体相对密度基本不变。通过引入能量密度与导热系数的相关系数, 建立了激光能量密度与多孔石墨预制体导热系数相关的导热理论模型, 并通过实验验证导热模型有效性。结果显示所建导热模型的预测值与多孔SLS石墨预制体实际测量值偏差小于1.5%。

针对传统的填充型导电复合材料内部导电网络难以精确构造问题, 首次将选择性激光烧结成型技术应用于填充型导电复合材料成型中, 首先利用选择性激光烧结成型技术快速制备多孔石墨骨架, 然后利用热压成型工艺实现多孔石墨骨架与酚醛树脂基体的复合, 获得了新型填充型导电复合材料。研究了Y字型类蜂窝多孔石墨骨架基本特征结构参数对新型填充型导电复合材料电学性能影响, 给出新型填充型导电复合材料Z方向电阻率计算模型, 最后设计实验进行验证。研究表明, 新工艺是可行的, 通过改变基本特征单元结构参数即可改变新型填充型导电复合材料内部导电通路数量及并串联方式, 实现了对新型填充型导电复合材料电学性能的主动调控, 这为填充型导电复合材料制备提供了新方法。

为改善结合界面的状况,缩短工艺流程,降低铜的消耗,减少生产投入,采用选择性激光烧结成型技术快速制备多孔石墨成型件。在此基础上,研究了不同石墨预制体状态、电镀工艺参数和电镀时间对镀层的沉积速率、表观形貌以及镀层与基体结合状况的影响。结果表明:未经真空压力浸渍酚醛树脂的石墨预制体,其镀层与基体的结合力不符合应用要求,在真空压力下浸渍酚醛树脂2~3次后,镀层沉积速率较佳,镀层与基体的结合力符合应用要求;电镀时间为30~50 min时,沉积速率较佳,可得到表面覆盖完整、连续且有光泽的镀层;电流密度为5×10 ²~6.25×10 ² A·m ^-2时,镀层晶粒均匀致密,可得到较佳的镀层。