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因碳纤维（CF）表面惰性导致的与树脂之间的界面问题成为限制复合材料力学性能的主要因素之一。本文通过三种不同的方法改性CF表面,（1）氧化石墨烯（GO）和二氧化硅（SiO2）协同涂覆;（2）碳点（CD）和上浆剂的两步上浆;（3）不同纳米上浆剂涂覆CF表面,探讨了改性CF对其树脂基复合材料力学性能及界面的影响。方法1:采用离心法制备的小片层GO（sGO）和硅烷偶联剂KH550修饰的SiO2对CF进行协同上浆。先将sGO涂覆在经电化学处理的碳纤维（ECF）表面,然后将SiO2涂覆在碳纤维表面,从而形成SiO2-s GO的界面层次结构。与ECF/环氧树脂（EP）复合材料相比,SiO2-CF/EP复合材料、sGO-CF/EP复合材料和SiO2-sGO-CF/EP复合材料的层间剪切强度（ILSS）值分别提高了19.5%、10.99%和33.45%,其拉伸强度分别提高了8.24%、6.78%和14.24%。相比于采用sGO与SiO2单独涂覆CF,CF表面的SiO2-sGO结构使得纤维与基体树脂的界面更加优化。方法2:采用环氧上浆剂（SD）和CD,探究不同上浆方法对CF复合材料的增强效应,包括（1）单独采用环氧上浆剂上浆、（2）采用CD和环氧上浆剂的混合物一步上浆、（3）分别采用CD和环氧上浆剂两步上浆,即先用CD包覆去浆碳纤维（DCF）,再用环氧上浆剂（SD）上浆。SEM和AFM分析表明,两步上浆法的上浆效果最佳。界面微形貌和上浆剂的综合作用提高了CF的上浆率和润湿性。与DCF/EP复合材料相比,CF-SD/EP,CF-CD/SD/EP和CF-0.15CD-SD/EP的ILSS值分别提高了19.18%、21.41%和38.49%。方法3:分别采用SiO2、碳纳米管（CNTs）和GO三种纳米上浆剂处理CF,对比不同纳米材料对CF表面改性的效果。三种纳米上浆剂在不同程度上增加了CF/聚丙烯（CF/PP）复合材料的力学性能,其增长程度呈现出相同的趋势,即随着上浆剂中纳米粒子浓度的增加,复合材料力学性能呈现先上升后下降的趋势。与涂覆上浆剂的碳纤维复合材料（CF-S/PP）相比,CF-2SiO2/PP、CF-5CNTs/PP和CF-1GO/PP的拉伸强度分别提高了4.8%、12.1%和4.4%。与CF-S/PP相比,CF-2SiO2/PP、CF-5CNTs/PP和CF-1GO/PP的抗弯强度分别提高9.3%、6.7%和11.0%。