本發(fā)明涉及功能復(fù)合材料領(lǐng)域，具體為一種高導(dǎo)熱碳素纖維復(fù)合材料及其制備方法。以碳素纖維作為高取向熱輸運網(wǎng)絡(luò)的主要構(gòu)筑單元，以具有自組裝特性且與碳素纖維具有相似晶格結(jié)構(gòu)的氧化石墨烯作為橋聯(lián)劑，通過冰模板法或水熱還原組裝構(gòu)筑碳素纖維與氧化石墨烯三維互聯(lián)、且在某一特定方向高度取向排列的自支撐網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，與聚合物基體復(fù)合后制備得到具有高導(dǎo)熱特性的復(fù)合材料。本發(fā)明制備的高取向碳素纖維自支撐結(jié)構(gòu)以氧化石墨烯作為橋聯(lián)劑，無傳統(tǒng)聚合物粘結(jié)劑的包裹，碳素纖維通過氧化石墨烯在相互之間形成有效連接，共同構(gòu)成協(xié)同取向三維導(dǎo)熱增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，在低填充量下顯著提升了復(fù)合材料的導(dǎo)熱性能。