本文采用化学气相沉积法(CVD)制备了多壁纳米碳管,采用纳米氧化铝和自制的纳米碳管作为增强相制备了纳米氧化铝/水泥砂浆、纳米碳管/环氧树脂基纳米复合材料,同时对复合材料的力学性能进行了理论、实验研究。运用透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)对纳米碳管本身和纳米复合材料进行了表征,初步探讨了纳米复合材料的增强机理。对纳米复合材料力学性能的实验研究表明,纳米增强材料在基底材料中的分散对复合材料性能的影响较大,本文通过直接混合法制备了纳米复合材料,采用高速混合机和超声波混合器实现了纳米增强体在基底材料中的均匀分散。所制备的纳米碳管/环氧树脂复合材料的抗拉极限及抗压极限相对于对照样有大幅度的提高;而纳米氧化铝/水泥基的弹性模量和早期的抗压极限相对于对照样有较大提高,但后期的抗压极限变化不大。对于纳米碳管/环氧树脂、纳米氧化铝/水泥砂浆纳米复合材料,采用了不同的复合理论分别对其抗拉极限和弹性模量进行了预测。由于传统的复合公式中未考虑纳米材料的团聚作用,导致纳米碳管/环氧树脂复合材料的理论值偏大于实验值;将水泥砂浆看为三相复合材料,对其弹性模量进行计算,由于该公式未考虑到纳米氧化铝对基体的增强作用,导致理论值偏小于实验值。所以,由于纳米复合材料自身和增强机理的复杂性,采用传统的复合公式对纳米复合材料的性能进行预测还存在很多不足,理论分析只能作为实验的一个补充,还有待完善。