结构轻量化是航空航天装备的永恒追求。空心微点阵材料由空间规则排布和相互连结的纳米级或微米级厚度细管组成,是一种具有超轻、超刚、超强、超吸能等优越力学性能,以及减震降噪、耐热隔热、过滤催化等多功能性的新型超材料,在航空航天领域具有广阔的应用前景。然而,受限于当前的制造技术水平,该材料的弹性模量和强度等力学性能指标与其理论值尚有差距。研究空心微点阵材料的微结构特征,开发提高其弹性模量和强度的方法,对该材料的研发和应用具有重要意义。本文致力于研究空心微点阵材料的力学性能设计理论,开发了碳纳米管增强空心微点阵材料的制备工艺,并且通过原位力学压缩试验对比研究了碳纳米管的力学增强效应。本文首先研究了空心微点阵材料的微结构设计理论,分析了应用Gibson&Ashby比例公式来表征空心微点阵材料相对强度和相对弹性模量的原理。然后,结合聚合物投影微立体光刻增材制造技术、碳纳米管镍磷纳米化学镀复合镀层制备工艺以及化学刻蚀法,制备得到碳纳米管增强空心微点阵材料。通过对空心微点阵材料开展原位压缩试验发现,在镀层中加入3.08 wt.%的碳纳米管,可使空心微点阵材料的弹性模量提高2.4~2.6倍、压缩强度提高2.0~2.9倍。通过细观力学分析,认为碳纳米管对材料的力学强化效应主要是由碳纳米管和镍磷非晶相的相互作用引起的剪切滞后效应和剪切带阻滞效应。