纤维增强树脂基复合材料（FRP）层间性能较差,易发生分层损伤,严重降低复合材料的力学性能,提高FRP复合材料的层间韧性和抗分层能力一直是国内外学者关注的焦点。将热塑性纤维膜引入到复合材料铺层之间,可以取得良好的层间增韧效果,但是会引起改性复合材料厚度增加和耐热性下降等问题。为了低成本制备兼顾良好层间韧性和耐热性的FRP复合材料,本文基于真空辅助树脂传递模塑工艺（VARTM）,利用成本较低的微米无机粒子和热熔喷无纺布制备了“层间协同增韧”和“基体+层间”协同增韧的FRP复合材料,评价了改性复合材料面内力学性能、层间断裂韧性和耐热性,并揭示其增强、增韧及耐热性机制。主要结论如下:（1）通过对比研究四种热塑性无纺布层间改性玻璃纤维/乙烯基酯复合材料（GF/EVE）的低速冲击性能,得出聚氨酯（TPU）和共聚酯（COPEs）无纺布具有较好的层间增韧效果,而醋酸乙烯共聚物（EVA）和共聚酰胺（PA）无纺布起不到增韧效果。进一步研究了低温（-50℃和-100℃）对增韧复合材料抗冲击性能的影响,结果表明随着温度的降低,复合材料层间残余热应力增大,基体树脂变脆,使得改性复合材料冲击损伤面积随之增大,CAI值随之降低。（2）通过对共聚酯无纺布（COPEs）层间改性的纤维预制体进行真空袋热压定型预处理,有效抑制了纤维预制体的回弹,使改性后的碳纤维/环氧树脂复合材料（CF/EP）厚度下降了 30.8%,I型层间断裂（GIC）提高了 144.7%,达到了“定型-增韧”的双重效果。通过对试样层间断裂面SEM观察,发现COPEs与环氧树脂反应相分离形成了一种热塑性颗粒“岛相”和热固性树脂“海相”的双连续相结构,热塑性颗粒引起的“空化”效应和树脂基体的塑性变形是其主要增韧机理。（3）利用一种定向喷涂技术制得Al2O3/共聚酰胺（PA）复合膜,基于VARTM工艺制备A12O3/PA复合膜层间协同增韧CF/EP复合材料,测试改性复合材料面内力学性能、层间断裂韧性和耐热性。结果表明,与未增韧试样相比,增韧后复合材料Ⅰ型层间扩展断裂韧性（GⅠC-prop）和Ⅱ型层间断裂韧性（GⅡC）分别提高了 4.5%和212.5%。由于Al2O3颗粒限制了共聚酰胺纤维桥连效应的发挥,使得GⅠC-prop值提高不明显;然而当层间裂纹遇到Al2O3颗粒时,裂纹发生偏转,裂纹扩展路径变得曲折,耗散大量断裂能,进而大幅提高其GⅡC值。（4）研究不同含量微米硅粉对玻璃纤维/环氧树脂复合材料面内力学性能和耐热性的影响,确定了最优的添加量,并揭示其增强机理。结果表明,随着硅粉含量增加,改性复合材料的弯曲强度、短梁剪切强度和面内剪切强度均先增大后减小,当含量为1wt.%时,其强度值达到最大,然而当填充量超过临界值,无机粒子将发生团聚,导致其面内力学性能发生衰减。（5）基于VARTM工艺制备了 SiC颗粒和PA无纺布“基体-层间”两层次协同增韧的CF/EP复合材料,对比研究了增韧前后的层间断裂韧性,揭示其协同增韧机理。结果表明,与单独采用SiC颗粒（1wt.%）基体增韧的试样相比,CFRP-1%SiC-PA25协同增韧复合材料的GⅠC-prop和GⅡC分别进一步提高了 33.3%和86.7%,取得了显著协同增韧效果。层间增韧区形成一种无机颗粒/热塑性纤维/树脂基体组成的多组分多尺度复相体系。无机粒子的阻滞效应,无纺布纤维的桥连效应和基体树脂的塑性变形是其主要增韧机制。