碳纤维具有高比强度、高比模量、耐腐蚀、耐高温、抗蠕变、耐疲劳、热膨胀系数小等优异性能。在航空航天、工业、商业、文体以及运输等领域都具有广阔的应用前景。高性能碳纤维是制造先进复合材料的重要增强材料，是国防与国民经济的重要战略物资。现有的碳纤维产品已经具有很高的强度与模量，但其强度的实际值与理论值仍存在较大距离。碳纤维的结构缺陷是造成其强度远低于理论强度的主要因素。　　 碳纳米管是新近发现的一种准一维增强材料，其强度约为碳纤维的15倍，比表面积约为碳纤维的390倍，是一种非常理想的增强材料。　　 本文以修饰碳纤维表面的结构缺陷、提高碳纤维的力学性能为目标，分别采用羧基化多壁碳纳米管、短切羧基化多壁碳纳米管、短切羟基化多壁碳纳米管为增强体，通过静电喷射沉积技术，将碳纳米管有效植入碳纤维的表面结构缺陷之中，制备出碳纳米管增强碳纤维，在此基础上，进一步对制备出的碳纳米管增强碳纤维进行热处理。借助SEM、XPS等测试手段对碳纳米管增强前后碳纤维的形貌结构、表面元素、表面官能团进行了表征，同时探讨了不同碳纳米管、热处理条件下碳纳米管增强碳纤维的力学性能。　　 研究结果表明：最佳工艺条件下制备的增强碳纤维的力学性能可以达到T700碳纤维的力学性能。