金属z-pin的植入可以显著的提高碳纤维复合材料的层间断裂韧性以及贯穿厚度上的电导率，在检测复合材料的损伤上有重要作用。而为了进一步提升其力学性能，本文研究了通过对金属z-pin进行化学表面改性刻蚀处理，实现对碳纤维增强聚合物（CFRP）层合板的多层级多尺度的增强增韧。通过电镜显微镜观察，可明显发现处理过后的金属短棒表面变得更加粗糙。此外，采用双悬臂梁实验（Double Cantilever Beam，DCB）及端部缺口弯曲实验（End Notched Flexure，ENF）对复合材料层合板的Ⅰ型层间断裂韧性及Ⅱ型层间断裂韧性进行了测试。同时对层合板的裂纹扩展行为进行有限元模拟，模拟结果有效的揭示了层间增强的机理。实验表明，化学刻蚀后的金属短棒能有效地提高层合板的层间断裂韧性，这为金属z-pin的功能应用提供了结构方面的保障。