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本课题利用化学气相沉积法,乙酸镍作为催化剂前驱体,利用环己烷作为气相碳源,成功在连续碳纤维（CF）表面原位合成了碳纳米管(CNT),制成了CNTCF多级增强体;通过控制催化剂浓度和生长温度,探究碳纳米管的生长规律;并进一步研究了碳纳米管的生长机理;将不同条件下制备的CNT-CF多级增强体,复合到锂铝硅（LAS）陶瓷基体中,成功制备CNT-CF/LAS复合材料;探究了多级增强体对复合材料的力学性能和失效形式等影响。主要得到以下的研究结果:催化剂溶液的浓度对碳纳米管的生长有很大的影响,合适的催化剂浓度为2 wt%,这个催化剂浓度下,碳纳米管分布均匀;生长温度对碳纳米管的形貌有很大的影响:500℃-600℃的生长温度的条件下,碳纳米管长度最短,碳纳米管层厚约为200-400 nm,缺陷较少;700℃-800℃的生长温度的条件下,碳纳米管层厚达到2-3μm,纳米管中开始出现竹节状和念珠状的形貌;900℃的生长温度下,碳纳米管的长度分布不均匀,出现大量的竹节和念珠状的形貌,同时卷曲的现象更加严重,碳纳米管层约为3μm左右。碳纳米管的生长机理在低温下为气固固机制,在高温时为气液固机制,生长模式为顶端模型,制备出来的碳纳米管为多壁碳纳米管,影响碳纳米管生长速率和形貌的直接因素是温度和碳源气氛,不稳定的局部气氛会使碳纳米管出现竹节,念珠状和卷曲形貌;利用环己烷为碳源,在碳纤维表面制备了一层热解碳（Py C）,这层热解碳对碳纳米管的生长几乎没有影响。利用CNT-CF制备的CNT-CF/LAS复合材料的力学性能不仅没有得到提升,反而有所下降。造成性能下降的主要原因是引入了镍,在高温下刻蚀碳纤维,在碳纤维上造成原始裂纹,使碳纤维迅速断裂失效;利用CF（P）制备了CF（P）/LAS复合材料,其弯曲性能提升了19%,达到了505 MPa,并且断裂过程之中并不会在最大载荷处立即断裂,表现出了一定韧性,复合材料的断裂韧性和断裂功得到提升,断裂韧性和断裂功分别增加了17%和34%,达到了8.8MPa?m1/2和3.5 k J?m-2。造成强化的主要原因是为引入热解碳后,裂纹可以在热解碳层和碳纤维的界面上传播,吸收更多的断裂功;利用CNT-CF（P）制备的CNTCF（P）/LAS复合材料弯曲强度达到了602 MPa,断裂韧性和断裂功达到了10.7MPa?m1/2和4.6 k J?m-2;CNT-CF（P）/LAS复合材料中存在的CNT/LAS层可以使裂纹被碳纳米管偏转,使得材料的力学性能提升;CNT/LAS层对材料性能提升的强度与CNT层的厚度有关,越厚的CNT层所形成的CNT/LAS层的厚度越大,强化效果越好,而碳纳米管的形貌对性能影响不大。