碳纤维复合材料由于具有比强度、比刚度高等传统金属材料所不具备的优点,使其在航空及汽车工业等领域有着广泛的应用。碳纤维层合板复合材料是以环氧树脂为基体的多层碳纤维复合结构,在其结构中存在着多层树脂粘接层及粘接界面,由于树脂为脆性材料,粘接层基体和碳纤维/树脂界面的强度及断裂韧性较差,成为影响复合材料整体力学性能的关键因素,针对该问题,本文使用Kevlar纤维(芳纶纤维)对复合材料粘接层及粘接界面进行增强,并以双悬臂梁(Double Cantilever Beam,DCB)试验为基础研究了Kevlar纤维对碳纤维复合材料的增强机理。主要研究内容包括:(1)首先使用Kevlar纤维薄膜对粘接层的纯树脂构造进行加强,形成以Kevlar纤维为骨架的复合粘接层,与纯树脂粘接层相比,Kevlar纤维薄膜可以使粘接层的极限承载力及断裂韧性分别提高75%、103.9%,并且可以协调增强碳纤维/树脂界面强度,防止碳纤维/树脂界面发生剥离破坏;(2)为减少Kevlar纤维/树脂界面缺陷,提高界面强度,使用表面预处理技术对Kevlar纤维表面进行预处理,提高了树脂对Kevlar纤维薄膜的浸润性,增加了Kevlar纤维的拔出阻力,经过表面预处理,粘接层的极限承载力及断裂韧性分别进一步提高26.97%、27.60%,使用金相显微镜和SEM电镜对Kevlar纤维的增强机理进行了微观分析;(3)由于粘接层结构尺寸较小,不同长度的Kevlar纤维会对粘接层中纤维的布置形式及增强机理产生影响,针对该情况,文中研究了四种长度的Kevlar纤维对粘接层的影响,结果表明不同长度的Kevlar纤维会在粘接层产生不同的桥联作用,在3mm~12mm长度范围内,Kevlar纤维越短,纤维两自由端越容易协同形成较强的桥联作用,Kevlar纤维越长,越容易发生剥离,形成较弱的桥联作用;(4)为研究粘接层中Kevlar纤维数量对粘接层强度的影响,以3mm长Kevlar纤维为研究对象,研究了3种不同密度的Kevlar纤维薄膜对粘接层的影响,结果表明在12g/m~2~36g/m~2范围内,Kevlar纤维膜密度越大,粘接层中参与桥联作用的有效Kevlar纤维数量越多,对界面的增强效果越好。