碳纤维/环氧复合材料广泛应用于航空航天领域,但复合材料所用的环氧树脂基体大多是可燃的,一旦暴露在高温火灾条件下,会引起碳纤维/环氧复合材料力学性能下降,同时碳纤维/环氧复合材料在燃烧过程中会释放大量的热,并产生有毒烟气,给人们生命带来严重威胁。本文以电动小型飞机典型碳纤维/环氧复合材料(碳纤维布、碳纤维单向预浸料和碳纤维层合板)及其环氧树脂基体四种材料为研究对象,采用锥形量热仪、垂直水平燃烧测定仪、高温氧指数仪测试了样品在不同火灾环境下的燃烧性能,对比分析其点燃时间、热释放速率、质量损失速率、垂直水平燃烧速度、氧指数值等燃烧性能参数的变化规律;采用烟密度箱、锥形量热仪测试了样品的发烟特性,对比分析其烟密度、总烟气释放量、CO生成速率、比消光面积等发烟特性参数的变化规律;采用微机控制高温试验机测试了三种不同铺层方式的碳纤维布和碳纤维单向预浸料的高温力学性能,对比分析其在不同温度下的拉伸破坏强度和拉伸弹性模量,研究了铺层方式对其高温力学性能的影响;利用SEM测试分析了碳纤维布燃烧前后的表面形貌、环氧树脂基体和碳纤维布燃烧形成炭层的形貌,研究了碳纤维在复合材料热解、燃烧过程中的影响作用。结果表明,随着热辐射强度的增加,四种实验样品的平均点燃时间均缩短,热释放速率峰值和300s内均值均增大,燃烧后残余率均降低;碳纤维层合板中泡沫芯材的燃点较低,使得其平均点燃时间、热释放速率峰值出现时间及CO开始释放时间提前;实验样品的氧指数值随着温度的升高下降;在有焰燃烧条件下的烟密度均高于在无焰燃烧条件下的烟密度,两种条件下,碳纤维单向预浸料的烟密度均最大,碳纤维布的烟密度均最小;碳纤维的存在能够有效抑制碳纤维/环氧复合材料的热解及燃烧,并能有效抑制在燃烧过程中产生融滴、喷溅和大量黑烟;碳纤维/环氧复合材料的高温力学性能与材料的铺层方式有关,与受力方向一致的铺层越多,实验样品的力学性能就越好;通过数据拟合得到了碳纤维/环氧复合材料高温力学性能的经验公式。