大丝束碳纤维（LCF）因具有性价比高、制件效率高的优势成为近年来民用碳纤维领域发展的热点方向。树脂和纤维间良好的浸润性是提升复合材料界面性能的基础,然而LCF成倍增长的单丝密集堆积为树脂的浸润造成了动力学障碍,从而削弱LCF的浸润性,降低LCF的强度发挥。因此,本课题基于纤维单丝/丝束接触角法开展了LCF的浸润行为规律研究,并采用小丝束碳纤维（T700和T800）进行对比,对浸润性的表征方法、影响因素及优化方法进行了系统研究,提高了LCF在复合材料中的强度发挥,主要内容如下:（1）单丝维度:结合Wilhelmy理论和分子动力学方程开展了LCF、T700和T800三种单丝的动态润湿行为的对比研究。通过动态接触角测试（DCAT）记录单丝在测试液体前进和后退过程中前段力和平衡力的变化曲线（测试液体:去离子水和乙二醇）,并结合Wilhelmy理论计算三种单丝的动态接触角。利用分子动力学方程对单丝在不同润湿速度下的动态接触角深入拟合分析,得到精确平衡接触角（）数据。根据OWRK理论进一步计算LCF、T700和T800单丝的精准表面能分别为38.69、42.22、44.80 mN/m,以精准的表面能结果来评估纤维的浸润性,并结合其表面物理化学状态及粘附力测试进行评估,最终通过单丝界面剪切强度验证了浸润性评估方法的准确性。（2）丝束维度:通过记录树脂液滴在LCF、T700和T800三种丝束上表观接触角随时间变化的曲线,并结合浸润速率理论和张力驱动来表征并优化丝束的浸润性。通过计算浸润速率常数（K）来量化分析不同丝束浸润性的差异,结果表明丝束堆积削弱了LCF对树脂的浸润性(KLCF=0.205,KLCF＜KT700≈KT800)。基于Washburn理论深入分析了毛细芯吸作用对碳纤维丝束浸润行为的影响机制,并建立毛细模型定量分析LCF、T700和T800丝束在不同张力（0～70 N）驱动下的毛细芯吸作用,从而对比分析由毛细通道面积改变所导致的浸润性差异。结果表明LCF在张力作用下的毛细芯吸作用更明显,50 N的张力使LCF的毛细通道面积增加了3.06%,K值增加了1.5倍,增长幅度远超过T700和T800的0.2倍(KLCF=0.511、KT700=0.434、KT800=0.406),通过施加张力显著提升了LCF的浸润性。此外,采用宏观力学性能测试证实了张力对LCF浸润性和强度发挥的优化机制,50 N张力下的复合材料拉伸强度提高了16.4%,剪切强度提高了15.8%,最终成功建立起毛细模型理论、浸润性优化机制及复合材料力学强度间的相互影响机制。