本發(fā)明涉及一種沿厚度方向同時具有高回彈性和高導熱系數(shù)碳基復合材料的制備方法，膨脹石墨中的石墨片層被陣列碳納米管連接，石墨片層之間的空隙被陣列碳納米管填充；沿厚度方向導熱系數(shù)≧25W/(m·K)；壓縮10％后回彈率≧90％。利用二茂鐵碳源溶液生長陣列碳納米管，二茂鐵裂解成鐵原子并附著在膨脹石墨的石墨片層，碳源溶液裂解成碳原子并吸附在鐵原子表面，從而在膨脹石墨的石墨片層間生長出陣列碳納米管，利用碳納米管的高導熱性能實現(xiàn)膨脹石墨中石墨層間熱流的傳遞，石墨片層會沿垂直熱壓方向即水平方向取向，陣列碳納米管在厚度方向連接和填充膨脹石墨的片層和空隙，獲得沿厚度方向具有高回彈性和高導熱系數(shù)碳基復合材料。