树脂基复合材料层间断裂损伤限制了其在高性能领域的应用,对其层间进行增韧具有重要的理论和现实意义。本文将表面改性后的纳米Al₂O₃喷涂于单向碳纤维表面,然后利用真空辅助树脂传递模塑成型（VARTM）工艺,制备了不同面密度Al₂O₃层间增韧的碳纤维/环氧树脂复合材料。对复合材料的Ⅱ型层间断裂韧性、冲击强度进行了测试,研究了不同面密度Al₂O₃层间增韧的效果。并进一步使用扫描隧道电子显微镜（SEM）对Ⅱ型层间断裂面进行了表征,讨论了层间增韧的机理。研究结果显示,层间纳米Al₂O₃加入可以大幅度的提高Ⅱ型层间断裂韧性和冲击强度。随着纳米Al₂O₃面密度的增大,Ⅱ型层间断裂韧性和冲击强度都出现先增大后降低的趋势。当纳米Al₂O₃的面密度为10g/m2时达到最大,分别为557J/m²和162.5kJ/m²。对增韧机理的研究发现,其增韧机理主要有两方面的因素:一是改性后的Al₂O₃增强了纤维与树脂体系界面的粘结强度;二是层间Al₂O₃的存在,阻碍了裂纹的扩展,可以吸收更多的能量。