对于大多数材料而言,强度和韧性往往呈倒置关系,即强度越高,韧性越低。而软体动物贝壳作为一种天然陶瓷材料,却可同时拥有较高的强度和韧性。贝壳材料优异的力学性能主要得益于其由文石碳酸钙和有机质组成的复杂层级结构。尽管贝壳中的有机质含量很低,但贝壳材料的抗断裂性能却与其密切相关。由于有机质对温度较为敏感,本论文通过热处理方法来探究有机质对贝壳材料中两种重要结构（珍珠质与交叉叠片结构）的作用。本论文选取褶纹冠蚌贝壳和舞袖涡螺贝壳为实验材料,通过对不同温度热处理后的样品进行微观结构表征及力学性能测试,以探讨有机质对两种贝壳结构的力学行为的影响。通过对未热处理的室温及不同温度（100℃、200℃、300℃、400℃）热处理后的褶纹冠蚌贝壳样品进行扫描电镜表征发现,褶纹冠蚌贝壳主要由片状珍珠质结构组成,未热处理的室温下其表现为由文石板片及有机质组装成的结构均匀、片层排布规律的砖墙结构;100℃热处理后,文石板片上出现少量微小孔洞,且随着热处理温度的升高,微小孔洞的数量增多,且尺寸增大;400℃热处理后,文石板片的边界发生开裂。通过对未热处理的室温及不同温度（200℃、300℃）热处理后的褶纹冠蚌样品进行三点弯曲及剪切实验发现,随热处理温度的升高,珍珠质结构的抗弯曲性能及抗剪切性能均下降。与未热处理的室温样品相比,200℃热处理后的样品由于水分损失,导致珍珠质结构的弯曲强度、断裂功及剪切强度略微下降。300℃热处理后的样品则由于有机质损失,导致珍珠质结构的弯曲强度、断裂功及剪切强度均大幅下降,表明有机质是影响贝壳珍珠质结构力学性能的重要因素。通过对未热处理的室温及不同温度（180℃、300℃、400℃、500℃）热处理后的舞袖涡螺贝壳样品进行扫描电镜表征发现,舞袖涡螺贝壳是纤维状交叉叠片结构,180℃热处理后,交叉叠片结构的形貌无明显变化。300℃热处理后,有机质均匀附着在文石纤维表面。400℃热处理后,文石纤维断裂。500℃热处理后文石纤维熔融,交叉叠片结构则转变为块状匀质结构。通过对未热处理的室温、不同温度及不同保温时间热处理后的舞袖涡螺样品进行三点弯曲实验发现,热处理温度、保温时间均会影响交叉叠片结构的力学性能。对比不同温度（180℃、300℃）热处理后样品的抗弯曲性能发现,相比于未热处理的室温样品,180℃热处理15 min的样品由于水分损失,导致其弯曲强度及断裂功下降。而300℃热处理15 min的样品由于有机质熔融并将文石纤维粘接在一起,其弯曲强度及断裂功反而升高。对比不同保温时间（5 min、10 min、15 min、20 min、25 min）热处理后样品的抗弯曲性能发现,在300℃热处理时,随着保温时间从5 min增加到15 min,有机质逐渐熔融,弯曲强度及断裂功升高,但超过15 min后,熔融的有机质开始逐渐分解,弯曲强度及断裂功下降。通过对比珍珠质及交叉叠片结构在不同温度热处理后力学性能的差异发现,珍珠质的“砖-水泥-砖”的排布方式,使其力学性能对有机质的依赖更强;交叉叠片结构复杂的三维交叉排布,能够运用结构上的复杂来应对组成成分形态的变化对力学性能的影响,甚至在一定程度上能够利用有机质形态的变化来提高结构的力学性能。因此,本工作可为层状复合材料的强韧化提供有益的启发,例如可调节层状材料的软相-硬相结合方式,以提高复合材料的力学性能。