纤维金属层板是由交替的金属薄板和纤维增强复合材料层组成,其综合了纤维复合材料和金属材料各自的优良性能,可以极大地改善单一材料的强度、疲劳抗性、冲击韧性、耐蚀性以及具有很高的抗裂性和良好的损伤容限特性,是航空航天和造船领域重要材料。随着航空航天领域的飞速发展和国际形势对我国自主研发技术水平要求的不断提高,使得纤维金属层板类材料的设计开发、制备技术与生产装备等的研究备受关注。然而,此类纤维金属层板构件成形时由于两种材料极大的物性差异导致在热、力复合能场作用下难以协调成形、易产生界面分层、断裂等问题,在界面作用、结合理论及力学特性等方面存在诸多待揭示的科学问题。因此,本文以铝合金（AA6061）作为外层金属层,热固性环氧树脂基碳纤维（CFRP）为内层增强材料,并通过对铝合金板进行物化双重表面调控和制备柔性界面层,研究了热压生成Al/CFRP/Al层板的物理化学调控机理,分析界面微观结构、组元厚度配比等对层板性能的影响机制。结合力学性能实验,研究了不同制程下柔性界面层宏微观结构对纤维金属层板界面性能的影响,揭示了Al/CFRTP/Al层板柔性界面增韧机理,为碳纤维金属层板轻量化更深入广泛实施应用提供理论依据与指导。改变铝合金AA6061表面宏观粗糙度,然后与碳纤维增强单向预浸带通过热压罐复合制备Al/CFRP/Al层板。研究了铝合金表面状态对复合界面微观结构和复合板结合强度的影响,并分析其结合机理。结果表明,随着砂纸粒度的不断增大,Al/CFRP/Al层板界面剪切强度呈先增大后降低的趋势。在热压作用下树脂与铝合金达到一种机械锚固和物理吸附双重作用的结合机理。单纯机械锚固的结合方式会使得层板形成弱的界面结合强度,降低Al/CFRP/Al层板使用价值。因此,采用了阳极氧化的表面预处理方式制备Al/CFRP/Al层板,通过多孔纳米结构氧化膜激发环氧树脂与金属之间的分子间作用力,实现不同物性材料之间的化学键合。通过改变铝合金表面阳极氧化工艺参数,研究了阳极氧化时间和电压对Al/CFRP/Al层板微观界面结构和力学性能的影响。结果表明,阳极氧电压和时间分别为25V,20min时,Al/CFRP/Al层板界面剪切强度呈现最大值,其界面剪切强度比酸碱洗后打磨表面处理提高34.9%。这是由于铝合金阳极氧化后表面生成多孔纳米结构,这种结构不仅增加了AA6061和CFRP的浸润效果,而且因其氧化膜中含有大量的羟基可以促使环氧树脂与AA6061之间形成Al-O-C化学键合,从而大大提高了Al/CFRP/Al层板的结合强度。在阳极氧化预处理的研究基础上,引入中间带有一定“柔性”的界面层（通过添加特殊介质和两异种材料均能发生亲和反应,且能在变形时产生微小的协调滑移）的方法,对阳极氧化的铝合金进行不同种类硅烷偶联剂表面改性的实验,研究了不同浓度和种类的硅烷偶联剂对Al/CFRP/Al层板微观界面结构和力学性能的影响。结果表明,两种硅烷偶联剂的加入都在界面处形成柔性层,增加了树脂与铝板之间的湿润性,消除了热应力,从而使层板达到了较高的结合强度。与硅烷偶联剂A-187相比,硅烷偶联剂A-1387的界面结合强度、层板弯曲强度都得到了极大的提升,这是由于硅烷偶联剂A-1387与环氧树脂主体网络结构作用点比较多,不仅分子链末端的氨基可以和树脂发生化学键合反应,且分子链中的仲胺基（-NH-）也可以与环氧分子链反应,在分子链之间产生相互的交联作用,互穿网络模型变得更加紧密,从而使得界面层的内聚强度和模量相对较高,使得层板力学性能得到极大的提升。