碳纤维/树脂基复合材料(CFRP)广泛应用于民用航空器结构,在服役期间会受到复杂环境的作用,其中低强度电流对CFRP的影响受到的关注较少。本文的研究目标是获取弱电流作用下碳纤维/环氧树脂的界面温度,获得电热作用下碳纤维/环氧树脂界面剪切强度和层压板结构冲击后压缩性能(CAI)的演变规律,通过对电热作用下界面应力和界面物化性能的分析,揭示了碳纤维/环氧树脂性能演变的机理。主要研究内容与结果如下:复合材料碳纤维/树脂界面相尺寸很小,电热作用下的界面温度无法直接获得。本文利用碳纤维的温敏特性,间接获得了碳纤维/树脂界面温度。单丝碳纤维加载电流在0~8mA时,其界面温度变化范围为25~225℃。单丝断裂实验结果表明,电热作用下碳纤维单丝/环氧树脂复合体试样的界面剪切强度呈现先增大后减小的规律,拐点电流强度为6mA,此时界面温度达到140℃,界面剪切强度上升到62.39(±1.02)MPa,较未通电试样提高了22.50%。通过拉曼光谱G′峰的变化测得了电热作用下的碳纤维/树脂界面应力演变规律,发现电流为3mA,界面温度达到65℃时,界面压应力出现了由单调增加变为单调减小的拐点,电流超过6mA,界面温度超过140℃时,碳纤维的G′峰消失。此外,DSC实验结果表明,碳纤维/树脂界面的T_g在0~6mA时,由80.12℃升至128.54℃,超过6mA时T_g开始下降,8mA时下降至116.78℃。红外光谱和XPS的实验结果揭示了碳纤维/树脂通电后性能以及界面应力和T_g演变的主要机制。碳纤维/树脂加载电流时环氧基团和醚键的含量都发生了明显变化,电流较小时,随着电流强度的提升,环氧基团和醚键含量升高,故界面应力、T_g和结合强度均得到提升,但电流强度达到6mA,界面温度超过140℃时,界面组分大分子链中的酯肪醚基团断开,聚合物交联结构瓦解,致使碳纤维G′峰消失,界面组分T_g和结合强度均下降。碳纤维/环氧树脂层板试样在电流作用下升温迅速,200s左右达到稳态温度,试样稳态温度随电流强度增加而升高,35A时超过200℃。冲击和CAI实验结果表明,电热作用下层合板的抗冲击及冲后压性能先小幅度提升后大幅度降低,CAI强度在0~20A时由202.17 MPa变化至203.96 MPa,电流超过20A时开始下降,在40A时下降至146.60MPa。