在石墨晶体中，碳原子的电子轨道是sp2杂化，因而具有强烈的各向异性。为了利用这种特性，就必须研究这种构成单位的大小、形状、位向等微观结构以及对界面状况的依存性。其核心问题是界面和微观结构空间的控制。在此研究中，以C/C复合材料为中心，用合金化思想研究这种碳材料，进行界面和微观结构控制，设计出更新的材料和功能。


  用合金化的方法可以控制复合材料的界面和基体组织。在实验中，将呋喃树脂和5%的细颗粒碳粉混合后，进行超声处理(去除气泡)，在100℃聚合，再在1000℃Ar气氛中进一步热处理，可见碳粒子周围容易石墨化。实验中将碳细颗粒进行预处理(如导入耐硝化官能基)，呋喃树脂通过温度控制，或用离子注入法引入碳纤维，可提高界面的性能，可用烧成温度控制C/C复合材料的界面结构和强度。
  通过控制碳纤维的基体、界面的组织制备出新的碳材料，并开发出新的功能。可以在碳/碳复合材料中掺入其他元素得到新的功能，通过碳纤维和基体的改良工艺得到新的微细结构和功能。研究了碳纤维增强h-BN/氧、氮化物系复合材料的制备、常温和高温强度特性。抗拉强度随温度的升高而提高。不同碳纤维经过离子束辐射后，强度发生不同改变。碳纤维系碳合金热扩散系数、热导随温度的上升而下降，而比热随温度的上升而上升。将Si-Ti-C-O系非晶纤维和莫来石一起烧结，可在纤维/莫来石界面间形成10mm厚的石墨层，微晶石墨层的产生，可消除界面应力。