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采用大功率超声设备将纳米TiO2粒子分散到环氧树脂（EP）中制得复合材料。通过TEM分析了纳米粒子在EP中的分布形态并测试了复合材料的弯曲强度和冲击强度。考察了超声作用周期、纳米粒子表面改性工艺及粒子含量对复合材料微观结构和性能的影响。结果表明，经KH-550表面改性的纳米粒子质量分数为3％时，采用超声振荡30s／停顿30s、反复作用10次的超声分散工艺得到的复合材料的性能最好。