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碳纤维/环氧复合材料因其轻质、高比强和高比刚的特性而被广泛应用于航空航天、汽车、运动器材等领域。而界面作为复合材料重要的组成部分，影响着复合材料中应力的传递方式以及材料内部损伤和裂纹的传播过程，在很大程度上影响着整个复合材料的强度、韧性等力学性能。目前，将碳纳米材料引入到碳纤维/环氧复合材料界面中来提高复合材料的界面性能成为研究热点。本文以界面过渡层理论为依据，将氧化石墨烯(GO)及功能化的氧化石墨烯(SGO)分别引入到单向碳纤维/环氧复合材料界面相以及层合复合材料层间，构筑一种模量处于碳纤维和环氧树脂之间的界面过渡层来提高复合材料力学性能，并研究GO以及SGO与界面过渡层结构间的关系及对复合材料力学性能的影响。 本文首先是通过改进的hummers法制备了氧化石墨，并通过对氧化石墨进行超声剥离得到了GO。为了提高GO与环氧树脂的相容性，利用硅烷偶联剂KH550对GO进行功能化得到了SGO，在GO表面化学接枝上氨基官能团。 然后分别将GO和SGO通过浸渍和喷涂的方法吸附于单向碳纤维和碳布表面，在RTM成型过程中随着树脂对碳纤维的浸润，构筑一种模量处于碳纤维和环氧树脂之间的界面过渡层。对于单向碳纤维复合材料，GO/环氧树脂构筑的界面过渡层造成复合材料的ILSS和弯曲性能以及热力学性能与原样相比都发生了下降。然而，SGO/环氧构筑的界面过渡层大幅度提高了复合材料的层间剪切强度(ILSS)、弯曲性能以及热力学性能，并且当SGO的含量为0.5wt％，其增强效果最为明显，其中ILSS提高了19％，弯曲强度提高了16％，弯曲模量提高了15％，玻璃化转变温度(Tg)提高了9℃，储能模量提高了20％。此外，对于层合复合材料，其层间力学性能也能反映复合材料界面性质，并且出现了与单向碳纤维复合材料相似的结果。喷涂有GO的复合材料的ILSS和弯曲性能都发生了下降，而喷涂有SGO的复合材料ILSS以及弯曲性能都得到一定提高。GO对层合复合材料界面及弯曲性能均有削弱的作用，而SGO则有利于其ILSS及弯曲性能的提高。 最后我们通过扫描电镜的线扫描元素分析以及原子力显微镜的力调制模式对含有SGO的单向碳纤维复合材料的界面过渡层结构进行分析。结果表明，由SGO/环氧树脂构筑的界面层其碳元素含量从碳纤维到环氧树脂显示逐步递减趋势，证明了在树脂浸润的过程中纳米材料逐渐向树脂中分散，呈梯度分布效应。并且该界面层的相对硬度是处于环氧树脂和碳纤维之间。