离子聚合物金属复合材料（Ionic polymer metal composites,IPMC）是一种柔性智能材料,具有驱动和无源传感双向功能特性。该材料能在低电压（小于10V）下产生较大的宏观弯曲变形,同时,在机械力作用下,其内部电荷产生不平衡分布,在电极间可以产生m V级电势差。IPMC通常由聚合物基体和电极层组成,形成“三明治”结构。聚合物种类、表面电极以及两者之间的电极界面层的形态和大小都会影响IPMC的功能特性。其中增加基体膜厚度对于提高材料力学特性、扩充其应用前景具有重要意义,而现有工艺中的核心工艺-糙化基体膜过程对于增厚型基体膜的适应性较差,目前针对厚膜型IPMC的工艺优化仍然匮乏。因此,本文主要围绕增厚型IPMC的制备方法及性能特点展开研究。本文首先研究了Nafion溶液浇铸工艺,为了达到合适的成膜质量,通过实验探索出浇铸过程中的温度、保温持续时间、溶剂气体浓度等核心参数。之后针对0.18mm的商业膜、0.35mm和0.52mm的增厚型浇注膜的糙化参数进行了三因素三水平的正交优化设计。通过浸泡还原镀和电镀相结合的方法在Nafion膜的表面上镀上钯-金复合电极层,并用扫描电镜对制备出的IPMC进行了表面形貌观察,对表面电阻、位移及传感性能等进行了测试,对弯曲刚度进行了计算,深入分析了核心工艺参数对于IPMC机电性能的主次关系和影响水平,得到了最优的工艺参数组合方案。最后对IPMC进行了多物理场建模,并进行了有限元模拟仿真,模拟结果对于不同厚度的IPMC内部水分子和离子的传递过程和规律进行了总结和分析。研究结果表明:（1）在增厚性IPMC糙化工艺的正交优化实验中,各因素对于驱动和传感这两方面的影响规律往往不同。（2）从电镜表面观察,砂纸糙化具有非常大的糙化表面积;微针滚轮糙化具有较深的电极深度;刀片切割可以降低IPMC的弯曲刚度,这些糙化方法都有利于IPMC的形变。（3）镀金后的IPMC具有很低的表面电阻,这有利于IPMC变形。随着膜厚的增加,IPMC的弯曲刚度不断增大,膜变得越来越不易变形。（4）通过IPMC的有限元仿真性能分析发现随着IPMC厚度的减薄,水分子传递效率变高且杨氏模量随之降低,IPMC运动更加容易;随着IPMC厚度的减薄,IPMC尖端位移增加,但达到最大尖端位移所用的时间变长。本文的实验及理论研究结果对于后续的IPMC制备工艺优化具有重要参考意义,也将进一步推动IPMC的实际工程应用。