碳纳米管(CNT)自1991年由日本Iijima教授发明[1]以来，以其优异的力学性能、电学性能、热力学性能、以及光学性质引起了国际上的广泛关注。与炭黑、粘土及二氧化硅的纳米颗粒类似，碳纳米管作为填充物可以提高聚合物基体的力学、电学等各方面性能。但是，由于碳纳米管易团聚、难分散、在聚合物中排列混乱等特点，在很大程度上影响了碳纳米管在复合材料中的系统加工和应用。因此，实现碳纳米管在复合材料中的定向排列对提高复合材料的各方面性能具有重要的意义，也使之成为聚合物/纳米复合材料的研究领域的热点。本课题采取在碳纳米管上修饰磁性四氧化三铁磁性纳米颗粒的方法，得到具有磁学响应的磁性碳纳米管。再通过外加磁场，实现碳纳米管在树脂基体中的可控定向排列，制备出碳纳米管/环氧树脂(CNT/EP)微结构有序纳米复合材料，从而显著提高复合材料的力学性能。最后对实验制备的磁性碳纳米管及其复合材料进行了一系列微观形貌和力学性能的表征。1.创造性地提出采用反相乳液法制备表面负载四氧化三铁的磁性碳纳米管。相比于传统的制备方法，这种方法既能够防止合成过程中四氧化三铁被空气中氧化，又能够防止四氧化三铁发生大规模团聚。2.通过调整碳纳米管和铁离子的比例，制得了含有不同铁碳比的磁性碳纳米管，比较不同铁碳比的磁学性能及表面形貌，确定选用铁碳比为1:5的磁性碳纳米管作为复合材料的增强体，其中四氧化三铁纳米粒子的直径约为20~30nm。3.利用磁学测试所得磁性碳纳米管的质量磁化率，通过理论计算，研究定向排列的机理，从而确定定向排列碳纳米管所需的磁场大小为100mT。4.利用非表面活性剂处理过的磁性碳纳米管，使之均匀分散在环氧树脂基体中，并在固化过程中施加匀强磁场，得到定向排列的CNT/EP微结构有序复合材料。通过力学性能测试发现所得的微结构有序复合材料的拉伸强度较纯树脂基体提高了15.36%，弯曲强度提高了82.88%，而且其力学性能明显优于随机分布的CNT/EP复合材料。