木材与地质聚合物复合可实现节能环保、优势互补,具有广阔的应用前景,两者之间的“有机-无机”界面常为复合材料薄弱区域,解析界面构造特征对提高界面结合强度具有指导意义,但目前对界面的研究不够深入,主要停留于平面与单一层次的解析,未能充分系统地反映复合界面实际构造,对界面增强的指导有限。本文基于木材的多尺度孔隙结构与地质聚合物的多组分物质构成,以挪威云杉（Picea abies,简称“云杉”）与偏高岭土基地质聚合物（本文称“地质聚合物”）的复合界面为研究对象,对其进行多维度和多层次的构造解析:运用扫描电子显微镜-X射线能量色散谱、X射线微断层扫描、计算机三维重建等方法,研究地质聚合物在云杉立体孔隙中的多维分布,揭示复合界面二维及三维机械联锁结构;结合润湿理论、元素含量分析和显微傅里叶红外光谱,研究复合界面的物质构成及分布特征,揭示界面物质分布的分层现象;运用紫外显微分光光度法、纳米压痕、纳米划痕等方法,揭示云杉管胞细胞壁与地质聚合物间界面的微观形貌、拓扑化学、微观力学等特征,构建复合界面的结构模型;基于界面构造解析,阐明界面结合强度的影响因素,构筑不同复合结构与界面结合强度之间的“构-效”关系。主要研究结论总结如下:（1）地质聚合物与云杉木材间的复合界面具有不同层次,可分为机械联锁区、物质扩散区、壁层硬化区。机械联锁区为地质聚合物填充云杉木材中立体贯通的孔隙结构而形成的三维界面区域,物质扩散区为地质聚合物各组分在云杉木材中存在分布差异的界面区域,壁层硬化区为云杉木材细胞壁与地质聚合物间相互作用的区域。（2）从地质聚合物到云杉木材表面,形成宽度约为100μm的机械联锁区,在二维和三维上分别表现为“锚状”和“树根状”的机械联锁结构。相较于云杉晚材管胞,地质聚合物更易填充云杉早材管胞及破损木材细胞等开孔较大的结构,且随着初始成型压力的提高,地质聚合物可通过部分具缘纹孔,填充相邻两个甚至多个云杉管胞。（3）由于地质聚合物浆料中Na OH溶液与Na2Si O3溶液的润湿性差异,从机械联锁区的地质聚合物边沿到云杉木材,与木材结合的物质分布宽度约为30μm,依次呈现地质聚合物、Na2Si O3、Na OH的分层分布现象,导致界面区云杉中的部分木质素或芳香酚类化合物溶出,并迁移至地质聚合物中,使得云杉的半纤维素和木质素含量降低,宏观上呈现云杉变色。（4）地质聚合物对云杉管胞细胞壁起硬化作用,从云杉管胞细胞壁到地质聚合物,表面微观力学性能在宽度约为3μm的复合界面壁层硬化区呈现过渡趋势:表面纳米压痕硬度（H）逐渐增加,平均弹性模量（E）逐渐减小,H/E及H~3/E~2逐渐增加,脆性逐渐增大,摩擦系数逐渐减小。基于S型拟合曲线,以EDS元素分布差异定义的界面宽度比纳米划痕测试更适用于测定壁层硬化区的宽度。（5）在云杉与地质聚合物的不同复合形式中,影响界面结合强度的因素存在差异:当地质聚合物作为木材胶粘剂时,适当提高云杉表面粗糙度（Ra≈7）、初始夹持成型压力（1.0 MPa）、选择表面年轮疏密程度适中（15条≤年轮数≤25条）的云杉,均可提高复合界面结合强度;当地质聚合物作为复合材料基体时,适当提高云杉木材表面粗糙度、云杉单板嵌入深度及养护湿度,均有利于提高复合界面结合强度,但提高云杉初始含水率对界面结合强度作用较小。