玄武岩纤维最初由前苏联科学家开发,完全应用于军事上的航空和航天领域。该纤维是一种与传统应用纤维不同的无机纤维,其力学、耐高温和耐酸碱腐蚀等性能优异且独特。目前,该纤维在纤维增强树脂基复合材料领域已经一定程度上代替玻璃纤维、PBO纤维和碳纤维,极有可能成为当今世界的第四大高性能应用纤维。但玄武岩纤维同其他很多高性能纤维类似,具有表面化学惰性,在作为树脂基复合材料的增强体时与树脂间的结合能力较差,复合材料无法充分发挥纤维自身的力学性能优势,因此当前对玄武岩纤维的研究更多地集中在纤维表面改性方面。本文的主要研究内容是通过对玄武岩纤维进行表面涂层改性,从而提高玄武岩纤维及其复合材料的力学性能,增强复合材料制品的高温稳定性,使复合材料制品具有优异的室温层间剪切强度和高温剩余层间剪切强度。在优化后的玄武岩纤维/酚醛树脂基复合材料热模压成型工艺的基础上,通过使用SiO₂、ZrO₂和CeO₂纳米粒子对实验自制配方的玄武岩纤维通用浸润剂和成膜剂进行改性,获得纳米粒子改性浸润剂和改性成膜剂,并用其对玄武岩纤维进行表面涂层改性,制备成复合材料。通过对复合材料制品层间剪切强度、高温减重以及高温剩余层剪强度的测定,确定出使用SiO₂粒子改性浸润剂对玄武岩纤维进行表面改性,可以最大限度提高复合材料的界面强度,同时使用ZrO₂粒子改性浸润剂涂层改性的玄武岩纤维具有最优异的抗高温减重性能和层剪强度剩余率。在此基础上,还研究了表面涂覆不同粒径和不同浓度SiO₂粒子的玄武岩纤维及其复合材料的力学性能,同时研究了ZrO₂和CeO₂改性酚醛树脂所制备复合材料的力学性能,高温减重率及层剪强度剩余率。通过实验发现,使用浓度0.2wt%,粒径为350nm的SiO₂粒子对玄武岩纤维进行表面涂覆,可以有效的改善玄武岩纤维的表面极性,增大纤维与树脂结合能力,并使复合材料的界面性能有较高的提升;而使用ZrO₂和CeO₂改性酚醛树脂制备出的复合材料只能具有与未改性玄武岩纤维/酚醛树脂复合材料持平的层剪性能,其高温层剪强度剩余率整体低于使用ZrO₂和CeO₂改性浸润剂所制备复合材料的高温层剪强度剩余率。但是用该两种改性树脂制备出的复合材料拥有所有实验中所制备复合材料中最优异的抗高温减重性能。