自上世纪30年代,海洋资源成为学者们研究的新对象以来,关于大洋沉积物的沉积过程、组成特征、地质特征和环境学特征方面的研究络绎不绝,获得了大量相关的基础资料和研究成果,但在其实际应用方面的研究却很少,关于深海钙质软泥（PCO）应用的研究还未见报道。PCO由方解石、石英等粒状矿物和伊/蒙混层等层状矿物组成,并含有多孔的钙藻,有着刚性强、稳定性好、活性高等特点,发掘其作为增强型有机基体复合材料的充填物质的应用潜力,在地表同类资源日趋枯竭的当今时代十分必要。本文首先从PCO的结构与组成入手,通过XRD和FT-IR证明了其中结晶部分主要为方解石。SEM图像表明PCO中还存在伊/蒙混层矿物和分布均匀的藻类残骸,在EDS分析下确定该藻类为未经过硅化的钙质藻类,主要由碳酸钙组成。形成了粒状、片状和孔状的混合结构。钙藻的形貌可根据粒度大小分为大、中、小三种,对PCO的粒度分析表明,大型钙藻、中型钙藻和方解石、小型钙藻和伊/蒙混层矿物分别集中在30.1μm、9.7μm、2.5μm三个粒级,形成了连续开级配的特征,证明了PCO具有合理的颗粒级配特征。由于PCO作为无机矿物为主体的混合物,难以自然与有机基体相容分散,本文在复合材料制备前首先对PCO进行了改性。通过沉降实验选择了硬脂酸（SA）、N,N’-乙撑双硬脂酰胺（EBS）、γ-氨丙基三乙氧基硅烷（KH-550）、γ-（2,3-环氧丙氧）丙基三甲氧基硅烷（KH-560）作为改性剂,并用机械力化学法完成了PCO改性过程。选用有机高分子塑料中较有代表性的ABS、线性低密度聚乙烯（LLDPE）和聚丙烯（PP）,分别与PCO复合制备了多种机械性能提高的新型复合材料。在制备PCO复合材料的工艺条件上,通过正交试验优选出混炼时间10min、转子速度30 r/min、成型时间1 min、保温时间24 hr的工艺参数。随后按照此条件进行混炼成型的过程,获得了三种PCO充填复合材料。性能测试表明,PCO/ABS复合材料在填加10.0 wt.%KH-550改性PCO时,拉伸强度和弯曲强度均达到最高,分别为56.1 MPa和69.3 MPa,较对照组样品（即未填加PCO的样品）分别提高了26.9%和6.6%,同时复合材料的硬度提高了14.1%;PCO/LLDPE复合材料在填加5.0 wt.%KH-550改性PCO时,弯曲强度达到最高,为15.6 MPa,较对照组样品提高20.3%、填加10.0 wt.%的KH-550改性PCO时,拉伸强度达到最高,为23.2 MPa,较对照组样品提高8.2%;PCO/PP复合材料在填加5.0 wt.%KH-550改性PCO时,拉伸强度和弯曲强度达到最高,为28.73MPa和41.58MPa,较对照组提高了8.41%和24.1%,同时提高了7.57%的硬度。FT-IR测试结果显示,PCO与有机基体复合过程中分子结构未发生变化。XRD测试表明,PCO/PP复合过程中PP的结晶度有所提高,导致其机械性能提高。同时,三种复合材料样品的断口SEM图像均表明了PCO通过嵌入有机基体的结晶片层或非结晶区的组织内,在材料受力时分散并阻碍应力在微观上的传递,从而阻碍复合材料微观位错运动导致其力学性能提升。