碳纤维增强环氧树脂基(CF/EP)复合材料具有优异的力学性能,可作为飞机、空间飞行器、火箭等外层结构和内部承力结构如发动机的壳体与喷管、机翼蒙皮、垂尾以及减速板等在航空航天领域中被广泛应用。然而,由于碳纤维表面光滑、比表面积小、使得难以与EP树脂间形成有效的机械嵌合作用,从而导致了 CF/EP复合材料界面结合强度低。因此,要对碳纤维进行表面改性以提高其浸润性及与EP树脂基体间的粘结强度,从而提高CF/EP复合材料的综合性能。论文采用高能激光束对CF/EP复合材料中的增强体碳纤维进行表面改性后,以环氧树脂为基体,制备碳纤维增强环氧树脂复合材料。利用SEM、EDS、XRD、红外光谱、万能拉伸试验机等表征手段,对改性前后CF微观形态、成分变化、物相结构、力学性能以及CF/EP性能进行表征,系统地研究了高能激光束对碳纤维微观组织变化、性能变化等的影响规律,探索高能激光束对碳纤维的作用机理,揭示高能激光束的工艺参数对CF/EP复合材料的性能影响规律,阐述激光改性碳纤维增强体对CF/EP复合材料性能关的影响规律。结果表明,碳纤维经激光表面改性后,碳纤维表面的粗糙度和比表面积增加,碳纤维的浸润性得到提升,且功率越高、扫描速度越低CF的表面刻蚀作用以及浸润性越好,改性后的碳纤维的化学成分种类、微观结构以及官能团种类没有改变,CF表面的元素组成仍为C、O、Al、Si四种,其中O元素含量升高;改性前后的CF的XRD主衍射峰仍是石墨结构的(002)衍射峰,但高能激光束对CF中的石墨晶体有完善结构的作用,改性后的CF主衍射峰更为尖锐与对称;改性后的CF官能团种类也没有改变。CF/EP复合材料的中的碳纤维和环氧树脂基体的粘结性得到提高,在最佳工艺参数功率为150 W,扫描速度为30 mm/s,碳纤维掺杂量为0.1 wt%时,复合材料的吸水率为2.6%;拉伸强度最大,提高77.06%;延伸率最大,提高53.96%;冲击强度提高了 37.5%。