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纳米碳材料,具有良好的性能(比表面积大、导电性能优异等),作为增强材料加入到聚合物基或者水泥基中,能使混合后的复合材料具有基体材料所不具备的性能。本文从试验和理论两方面对碳纳米增强复合材料进行了研究,具体内容包括: 1、对碳黑硅橡胶材料的压阻性能进行了数值模拟。 2、对碳纳米管水泥基复合材料的力学性能和电学性能进行试验研究。 3、对碳纳米管水泥基复合材料的压阻性能进行了数值模拟,并且将数值模拟结果与试验结果进行了对比。 首先,利用有限元方法,结合有效介质理论和Mori-Tanaka方法,对碳黑硅橡胶复合材料压阻性能进行数值模拟。结果表明:碳黑在硅橡胶中分布的均匀程度对复合材料的压阻性影响较大,均匀程度越高,压阻效应越明显。其次,对碳纳米管水泥基复合材料的试验研究,结果表明:适量碳纳米管的加入能够提高碳纳米管水泥基复合材料的抗折、抗压性能和电学性能,但碳纳米管加入太多,就会因为无法分散均匀,产生“纤维病毒效应”,使得复合材料的力学性能不增反减。在此基础上,对碳纳米管水泥基复合材料的压阻性能进行了数值模拟。影响碳纳米管水泥基复合材料压阻性能的因素很多,考虑基体电导率、掺量等影响后,得到的数值模拟结果与试验趋势一致,但存在差异,最后分析了差异产生的原因。