本文采用微量纳米二氧化硅、微量聚合物和微量石墨烯改性环氧树脂复合材料并研究其结构特征和力学性能。系统分析和总结了影响复合材料结构和力学性能的因素。具体内容如下:首先,采用原位机械球磨制备微量纳米二氧化硅/环氧树脂复合材料。研究表明微量二氧化硅的结晶结构由于球磨发生了改变,在环氧树脂热固化过程中起到类似叔胺的助引发剂的作用,加入的二氧化硅含量仅为75ppm,使得环氧复合材料冲击韧性提高了259%,而其它机械性能(杨氏模量、拉伸强度)、热性能均没有损失。第二,采用溶液法分别将微量聚甲基丙烯酸甲酯和聚苯乙烯与环氧树脂复合制备微量聚合物/环氧复合材料,并研究其力学性能。运用DMA、DSC、SEM等对其结构和性能进行研究并总结其影响因素。第三,利用球磨法制备微量石墨烯(G5)/环氧复合材料,得到其最佳力学性能时的添加量配比。在添加量为5ppm时,G5/环氧复合材料的冲击韧性提高100%。研究将前述改性树脂与短玻纤复合制备环氧复合材料,探讨了硅烷偶联剂、短纤长度等因素对复合材料的力学性能影响,得到最合适的短玻纤/环氧复合材料条件。最后制备了微量石墨烯/短玻纤/环氧复合材料,其中微量石墨烯在短玻纤与基体环氧界面上起到很好的桥梁作用,实现了微量石墨烯/短玻纤/环氧复合材料的增强与增韧。