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本发明涉及功能薄膜材料技术领域,具体地,涉及一种石墨化膜及其制备方法和应用。公开了制备石墨化膜的方法,包括:(1)将二元胺单体、二元酐单体进行低温原位聚合;(2)将得到的混合溶液流延成膜;(3)将得到的石墨烯/聚酰胺酸复合薄膜依次进行牵伸处理、加热亚胺化;(4)将得到的石墨烯/聚酰亚胺复合薄膜依次进行加热碳化和加热石墨化。还涉及制得的石墨化膜及其应用。通过边缘官能化石墨烯为填料并对石墨烯/聚酰胺酸复合薄膜进行适当牵伸,提高了复合薄膜结构的取向度和规整性,使得所制得的石墨化膜具有高定向性、高导电性和高导热性,有望更好的应用在微电子封装﹑电磁屏蔽﹑散热材料和电极材料等方面。