C/C复合材料具有低密度、高比强度、高比模量,耐摩擦、耐烧蚀及超高的高温强度保持率等,被广泛应用于航空航天、军事、生物医学等领域。在具备上述优异性能的同时,C/C复合材料还存在组织结构不均匀,力学性能低等突出问题。从宏观上来讲,C/C复合材料的强度来源于增强体强度,基体强度和界面结合强度三个方面,由于实验所采用的纤维强度一定,故本论文从界面结合强度和基体强度两方面进行研究,观察其对复合材料组织结构和力学性能的影响。一方面通过高温热处理及加入Al₂O₃涂层对复合材料的界面进行改善,另一方面,采用石英纤维毡作为预制体制备热解碳基体,再利用CNTs对热解碳基体进行组织结构诱导及力学性能改善。采用TG-CVI法,以液化气为碳源前驱体,氮气为稀释气体制备复合材料,通过PLM、VGT、SEM、XRD等分析手段和三点弯曲、断裂韧性及拉伸等测试方法对复合材料界面和CNTs改性热解碳基体微观组织结构及力学性能的影响进行了研究,主要工作和结果如下:（1）以针刺网胎为预制体制备C/C复合材料,研究了1600℃,4h高温热处理预制体对C/C复合材料微观组织结构及性能的影响。结果表明:对于C_f/C和C₁₆₀₀/C复合材料,其组织结构均为SL;预制体经过热处理后其三点弯曲强度从76.89MPa下降到57.55MPa,降低了25%,但是断裂韧性从0.938MPa·m^1/2上升到2.141MPa·m^1/2,提高了128%。（2）在经过高温热处理预制体纤维表面涂覆Al₂O₃涂层后,C_1600-Al2O3/C基体的组织结构变为RL,表明Al₂O₃涂层能够诱导热解碳基体的组织结构转变。同时Al₂O₃界面涂层的引入改善了复合材料的FMBS,使其断裂韧性从C_f/C的0.938MPa·m^1/2增加到C_1600-Al2O3/C的3.061 MPa·m^1/2,提高了226%。通过界面改性及基体组织结构的诱导,C_1600-Al2O3/C得到了良好的纤维与基体的界面结合强度和基体中石墨烯片层之间的结合强度。但是,抗弯强度的高低主要受C/C复合材料最终密度的影响。（3）石英纤维增强热解碳复合材料的组织结构为SL,其界面结合强度较强,复合材料和热解碳基体均表现出脆性断裂行为,且抗弯强度和抗拉强度较低。PVA改性后的石英纤维增强热解碳复合材料的组织结构为RL,同时也具有较强的界面结合强度,力学性能略有改善。与前两种复合材料相比,经过PVA分散均匀的CNTs溶液处理后的石英纤维增强热解碳复合材料具有相对较弱的界面结合强度,而且显著提升了其抗弯强度和拉伸强度。随机取向的CNTs增强的PyC微复合材料可解释伪ISO结构的生成,并有助于改善PyC基体的力学性能。（4）界面结合强度和纤维与基体之间的相对强度极大地影响了石英纤维增强的热解碳复合材料的力学性能:较低的纤维体积分数以及较强的界面结合强度导致纤维对复合材料抗弯强度的增强作用有限。相比之下,相同的纤维体积分数以及较弱的界面结合强度,使纤维能够充分发挥对复合材料抗弯强度的增强作用。（5）较高的纤维体积分数以及较弱的界面结合强度使基体具有更高的力学性能,导致纤维对复合材料抗拉强度的增强作用有限,而相同的纤维体积分数以及较强的界面结合强度,使纤维能够充分发挥对复合材料抗拉强度的增强作用。