中间相沥青基炭纤维(Mesophase pitch-based carbon fiber, MPCF)因其低密度、高模量、高热导率等优异性能被广泛应用于宇航、汽车、军工、电子器件、生物、能源等多个领域。但是与PAN基炭纤维相比,中间相沥青基炭纤维的抗拉和抗压强度较低,不仅使其制备过程变得困难,还严重影响了它的更广泛的应用。所以一种在提高中间相沥青基炭纤维力学性能的同时又不会影响到其传导性能和模量的方法很值得期待。石墨烯作为近年来研究的热点,有极好的强度,单层石墨烯的导热率接近理论值,但是目前还难以单独宏观使用,大部分情况下是作为填料使用。我们以石墨烯作为填料,中间相沥青为主要原料制备石墨烯/中间相沥青基复合纤维。通过溶液法混合不同比例(0%、0.05%、0.1%、0.2%、0.3%)的石墨烯和中间相沥青,用平板流变仪分析其流变性能,发现中间相沥青的储能模量、损耗模量、损耗系数和粘度均随着温度的升高而降低,流动性增强,并在320℃附近开始出现低粘平稳区；且同一温度下中间相沥青的粘度随着石墨烯含量的增加而增大。然后根据以上对中间相沥青流变性能的分析,确定纺丝温度区间并进行熔融纺丝、不熔化、炭化和石墨化处理。在升温速率为0.5℃/min,不熔化最终温度为280℃的条件下不熔化处理的纤维力学性能最佳。掺杂石墨烯后避免了纯中间相沥青基石墨纤维因为劈裂现象而引起的力学性能降低,复合纤维的截面结构随着石墨烯含量的改变而呈现出石墨片层褶皱比较多的径向放射结构、中间片层结构边缘洋葱皮的截面结构、中间花瓣状边缘放射状的截面结构、无规状截面结构等多种结构。掺杂石墨烯可以明显改善纤维的力学性能和传导性能,石墨烯含量为0.1%时,复合炭纤维和复合石墨纤维的拉伸强度、传导性能和取向度都达到最佳值,拉伸强度分别为2.02 Gpa和1.88 Gpa,热导率分别为166.01 Wm-1K-’和1321.80Wm-1K-1,取向度分别为86.51%和91.74%。