含能结构材料是一种同时具有较高力学性能与良好能量释放特性的多功能复合材料,在外界刺激（加热、电流、激光、机械撞击等）作用下可以迅速发生化学反应、释放大量的能量,可用于武器弹药、空间碎片防护、石油开采等领域。目前,多数Al/Ni含能结构材料以累积叠轧法和模压-烧结法来制备,材料内部均含有很多微观组织缺陷。结果导致Al/Ni含能结构材料在承受外力载荷作用时容易产生过早的断裂失效,限制了其在一些结构零件上的应用。为了获得具有较高综合性能（包含密度、强度、塑性、能量密度）的Al/Ni含能结构材料,本论文提出采用电沉积与热压复合法制备较大尺寸的层状Al/Ni含能结构材料,获得了层厚均匀连续分布的微米级Al/Ni层状结构。从根源上解决了材料内部组织缺陷带来的力学性能较差的技术难题。本论文研究了层状Al/Ni含能结构材料在准静态和动态加载条件下的力学性能,分析了其在外界作用（加热、机械冲击）下的能量释放特性。得出以下主要结论:（1）研究了Al/Ni单元层厚度、热压温度、热压时间及铝镍层厚比对层状Al/Ni含能材料的放热性能的影响。发现随着单元层厚度的减小,Al/Ni含能材料在更短的时间内可以快速释放出更多的能量。随着热压温度或热压时间的增加,层状Al/Ni含能材料的放热量均因扩散层厚度的增加而有所降低。热压时间为0.5 h时,随着热压温度从250°C升至400°C时,放热量从1076 J/g降低至1003 J/g;热压温度为400°C时,随着热压时间从0.5 h增至4 h,放热量从1003 J/g降至782 J/g。建立了放热量的估算模型,计算结果与实际测量的结果非常吻合。分析了层状Al/Ni含能材料在连续加热升温过程中的物相转变规律,证实了该方法制备的Al/Ni含能材料的优先生成相为Al3Ni相。（2）制备的层状Al/Ni含能结构材料呈现出较高的强度和较好的塑性。热压温度为400°C时,随着热压时间由0.5 h增加至4 h,材料的准静态拉伸强度和准静态压缩强度均呈现先减小后增加的趋势,延伸率则表现为先增加后减少,这是由于当热压时间超过2 h后,在Al/Ni界面处新形成的硬脆Al3Ni相对基体有明显的割裂作用。热压4 h时Al/Ni含能结构材料的抗拉强度和抗压强度达到最大值,分别为375.7 MPa与421.1 MPa,热压1 h时Al/Ni试样的延伸率最大为10.2%。随着铝镍厚度比从9:4变为9:10,层状Al/Ni含能结构材料的抗弯强度与弯曲成形性能明显提升。这是由于Ni层随其厚度增大而分布更加连续均匀,较高的镍层比例增加了Al/Ni层板的强度并改善了铝、镍金属层的协同变形能力。（3）不同应变率下的静动态压缩实验表明,该方法制备的层状Al/Ni含能结构材料表现出较高的动态压缩强度和优异的钝感特性。当压缩应变率从10-4 s-1增加到5000 s-1时,热压时间为1 h和4 h的层状Al/Ni含能结构材料的压缩强度逐渐增大,表现出明显的应变率强化效应。当压缩应变率达到6500 s-1时,对于热压时间为1 h的Al/Ni试样,由于高应变率下试样温度快速升高产生的热软化效应造成其压缩强度显著降低;对于热压时间为4 h的Al/Ni试样,其动态压缩强度则继续升高,这是由于材料内部冲击碎化的大量Al3Ni颗粒发挥了第二相强化的作用,抵消了热软化效应。（4）冲击诱发化学反应实验表明制备的层状Al/Ni含能结构材料具有明显的冲击释放能量特性。提出大量且均匀分布的热点是含能破片维持自蔓延反应的充分条件。通过收集未反应碎片的方式计算了Al/Ni含能破片的反应比例,并提出了含能破片动能转化为系统内能的转化率的有效计算方法。随着冲击速度的增加,半球形罐内的超压峰值与其持续时间明显增大,Al/Ni含能破片的反应比例及其动能转化率显著增加。（5）层状Al/Ni含能结构材料破片碰撞双层靶板时发生了爆燃反应。由于具有动能和化学能的双重作用,Al/Ni破片对主靶板有一定的扩孔效果。随着含能破片撞击速度增加,后效靶板的毁伤区域面积显著增大。含能破片的二次爆燃反应给后效靶板带来鼓包、裂缝、穿孔、翻边撕裂等显著的毁伤效应。