摘要： 在航空航天、汽车、体育器械等领域，碳纤维/聚合物基复合材料（CFRP）结构件主要采用层合复合形式。传统的CFRP层合板中各铺层之间缺少纤维增强，仅依靠热固性聚合物基体承担粘结和传递载荷作用。受限于聚合物基体较低的韧性及其层压板结构和力学特性，CFRP层合板在沿厚度方向（即Z向）及铺层之间的强度低，CFRP结构在服役过程中受到外来物体的低速（或低能量）冲击时，例如维修维护过程中工具跌落冲击；飞机起降过程中气流激起的碎石撞击，易在其结构内部产生分层、基体裂纹和局部纤维断裂等损伤。随着服役时间延长，复合材料结构强度和刚度的持续下降，大大降低了这些CFRP结构的使用寿命。 为了提升复合材料抗分层损伤能力，本研究创造性地提出一种利用树脂流动驱动碳纳米管在纤维间微流道中的迁移-取向-缝合的思路，并设计了一套适用于该思路的多层树脂膜熔融浸渍成型工艺。经由有限元建模仿真及复合材料断面形貌表征，通过该工艺制备的复合材料实现了碳纳米管在层间纤维树脂界面处的高效缝合。实验数据表明，层间纳米缝合后的复合材料，短梁剪切强度提高了16.4%，弯曲强度提高了15.3%，复合材料I型断裂韧性提高78.9%。相较于其他层间增韧方式，该技术具有工艺实施简单、制造成本低、碳纳米管增韧/增强效率高、适用织物范围广、可大规模生产等优势。此外，在采用界面纳米缝合后的复合材料中，碳纳米管在厚度方向的具有取向排列的微纳二级结构，这种结构为复合材料的结构功能一体化带了设计潜力。 关键词： 流固耦合、碳纳米管、多层树脂膜熔融浸渍、纤维/树脂界面缝合、层间增韧