本發(fā)明涉及一種具有多尺度耐高溫界面結(jié)構(gòu)的碳纖維復(fù)合材料及其制備方法。通過(guò)基于大電流電解原理的一步法陽(yáng)極氧化快速處理提高碳纖維的表面活性，利用超聲輔助恒壓定向電泳沉積快捷高效的將納米粒子沉積在陽(yáng)極氧化碳纖維表面，在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步對(duì)碳纖維表面涂覆耐高溫聚合物層，構(gòu)筑了基于納米粒子/耐高溫聚合物復(fù)合的“沙子?水泥”特征多尺度耐高溫界面。通過(guò)納米粒子與耐高溫聚合物的協(xié)同作用，有效提高了界面區(qū)域的機(jī)械結(jié)合與化學(xué)鍵合能力，顯著提升了碳纖維復(fù)合材料界面的耐溫等級(jí)，從而改善了復(fù)合材料整體的耐高溫性能，可用于航空航天、軌道交通等高性能復(fù)合材料的應(yīng)用領(lǐng)域。