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随着碳纤维增强树脂基复合材料在民用、军用和工业领域的广泛应用，人们对复合材料的界面性能和特定力学性能有了更高的要求。然而，由于原样碳纤维复合材料界面粘结性能较低，既不能满足复合材料界而强度的增加的要求，也不能满足材料特定性能的要求。因此，提高复合材料的界面强度以及研究界面性能对力学性能和抗疲劳性能的影响机制就显得尤为重要。本课题使用微波等离子体气相沉积碳纳米管的方法来提高碳纤维/环氧复合材料(CF/EP)的界面强度;另一方面，采用电泳沉积碳纳米管、氩气等离子体刻蚀以及紫外辐照接枝丙烯酸等方法处理碳纤维制成复合材料（分别称为EPD-CF/EP，Ar-CFEP，UV-CF/EP）进而研究复合材料界面性能对力学性能和抗弯-弯疲劳性能的影响，为材料界面结构设计提供一定的参考。 采用微波等离子体气相沉积法在碳纤维表面原位生长碳纳米管，经过测试发现，当沉积时间为15min时，复合材料的界面剪切强度达到112.38Mpa，提高了118.85％。此外，我们采用单纤维破碎实验测试使不同处理方法的碳纤维复合材料获得相同的界面剪切强度。随后采用层间剪切测试发现材料的宏观界面性能相差不大，证明本文获得了相同界面强度的纤维增强复合材料。测试后发现，不同的纤维改性方法可以使复合材料的力学性能得到不同程度的提升。其中UV-CF7/EP的弯曲强度(1092.1Mpa)最大，比CF/EP提高了19.1％;EPD-CF/EP的弯曲模量和拉伸强度增加最多，分别提高了16.4％和25.7％;而经过40000次弯-弯疲劳测试后，经过改性的纤维复合材料强度保留率分别提高了2.4％(EPD-CF/EP)、6％(Ar-CF3/EP)。经过超声C扫检测后发现，原样复合材料的内部损伤最大。 为了明确复合材料界面性能的增强机理及不同表面处理方法对复合材料力学性能和抗疲劳性能的影响，本文采用扫描电镜和原子力显微镜的力调制模式对复合材料的界面微观结构进行测试分析。结果发现，通过电泳沉积方法引入的碳纳米管在复合材料固化期间扩散到纤维周围的基体中，形成了界面过渡层。而对于其余两种方法获得的复合材料虽然没有形成界面过渡层，但通过在界面微区纤维与树脂的物化反应，也一定程度的增加了复合材料界面层的厚度。每一种纤维表面改性方法虽然增强机制不同，但都一定程度的改善了复合材料的整体性能。