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随着航空航天材料发展与深海资源开发产业兴起，传统泡沫材料由于难以满足人们的使用要求，逐渐被新兴的低密度高强复合材料取代，成为现代航空航天领域和海洋资源开发的必需装备。在实际中对抗压强度、密度提出了更高的要求，研究和解决树脂基复合材料的压缩、弯曲强度较低以及密度较大的问题，是保证其能够发挥出性能优越性的重要途径。
本文采用热压法以空心玻璃微珠为填充剂、以高模量树脂GC-1和E51共混物为基体、以硼胺类594为固化剂制备了低密度高强复合材料，其密度为0.64g/cm3、压缩强度为47MPa；并以无机短切纤维为增强相制备了纤维增强复合材料，最大可使强度提高33.7％。通过非等温DSC试验，采用外推法研究了GC-1/E51/594固化体系的最佳固化工艺、以Ozawa方程和Kissinger方程计算了固化体系表观活化能；通过等温DSC法，计算了体系固化过程的动力学参数，发现该体系固化过程符合自催化反应机理，且引入扩散因子后经过修正的Kamal模型能够很好的反映体系固化全过程。通过Mori-Tanaka法和Turesanyi法预测了空心玻璃微珠填充环氧树脂基复合材料的压缩性能；研究了空心玻璃微珠填充量对材料密度及力学性能的影响；对比了在相同微珠含量下E51体系与GC-1/E51混合树脂体系的性能差异；并研究了无机短切纤维对材料性能的增强效果。结果表明，以Mori-Tanaka法和Turesanyi法预测的压缩强度和模量与试验值吻合较好，可以较准的预测复合材料的压缩性能。随着空心玻璃微珠填充量的增加，材料密度、强度及模量迅速降低，微珠体积分数为0.64时与0.84时相比，以E51为基的材料体系中压缩强度、压缩模量、弯曲强度、弯曲模量分别下降了57%、28%、23.1%、332%；以GC-1/E51为基的材料体系中压缩强度、压缩模量、弯曲强度、弯曲模量分别下降了68.9%、41.7%、46%、37.1%；结合断口微观形貌可知，微珠与基体间的弱粘结面等缺陷是应力集中易发点，也是裂纹扩展路径，直接影响材料强度。微珠填充量相同时，以GC-1/E51为基的复合材料强度远大于同水平的E51材料体系。另外，在纤维增强体系中，基体树月旨可以通过界面将应力传递至纤维，从而提高复合材料性能，当纤维质量分数达到6%时这一效果最为明显；但随着纤维含量的增多，纤维浸润程度变差且分散不均，从而与基体树脂形成弱粘结面，在受外力时从基体中拔出脱粘，使应力传递失效，加速材料破坏。