纤维金属层合板（FMLs）是一种由金属和纤维复合材料组成的超混杂结构。其中,玻璃纤维铝合金层板（GLARE）在航空领域得到了充足的发展和应用。GLARE层板综合了铝合金和玻璃纤维复合材料的优点,有良好的抗疲劳强度和抗冲击性能。但是,这种铝合金和玻璃纤维交替铺叠的结构引入了新的缺陷,即相对较为脆弱的层间性能。层间性能的优劣直接影响到两种材料的界面结合强度和应力的传递,决定了GLARE层板的综合性能。因此,针对GLARE层板的层间性能的改进研究具有其重要意义。本文首先将不同含量（0、0.2、0.3、0.5、1.0 wt.%）的石墨烯纳米片（GNPs）材料均匀的分散在环氧树脂基体中,针对改性后的环氧树脂基体进行了拉伸、单搭接剪切和断裂韧性测试,研究了GNPs对环氧树脂自身和作为胶黏剂时性能的影响。结果表明了GNPs对聚合物复合材料的增强作用,但是由于GNPs的团聚作用,当GNPs的含量超过一定限度（一般≥0.5 wt.%）后这种增强作用减弱。其次,对铝合金表面进行处理得到利于粘接的微观结构,并在此基础上,利用填充了GNPs的树脂基体制备改进的GLARE层板。针对GLARE层板进行拉伸、不同跨厚比的三点弯曲（8/1、32/1）和夏比冲击测试,探究GNPs对GLARE层板层间性能的影响规律。结果表明,GNPs的加入显著的提升了GLARE层板的层间性能,但是这种增强效果受GNPs团聚作用的影响而受到一些限制。最后,对试件的断口表面的微观形貌进行表征,通过扫描电子显微镜（SEM）图像分析了GNPs对GLARE层板层间性能的增强机理,即增强了铝合金/树脂基体的粘附强度、增强了玻璃纤维/树脂基体的粘附强度以及增强了环氧树脂基体的内聚性能。针对GNPs在树脂基体中的增韧机理作用,主要从以下三个方面进行了解释:首先是GNPs纳米片对裂纹扩展的迟滞和阻碍作用;其次,是由于纳米片被从树脂基体中拉拔脱粘或者自身发生断裂;最后,是GNPs在拉拔过程中对环氧树脂基体的拉扯,使其发生较为严重的塑性变形。这三个现象均能够吸收大量的能量,从而起到增强作用。