具有本征机敏特性的碳纤维水泥基导电复合材料日渐成为研究热点。本文 系统地研究了碳纤维水泥基复合材料的导电行为与压阻、温阻等机敏特性，着重 探讨了体系导电率(或电阻)对碳纤维体积分数、温度及轴向压力等的依赖关系。 借鉴已有的导电复合材料渗流导电现象和电阻的正温度系数/负温度系数 (PTC/NTC)效应基本理论，发现和提出碳纤维水泥基复合材料电阻的正压力系 数(PPC)与负压力系数(NPC)、电阻对材料剩余形变的Kaiser记忆效应以及电 阻徐变等新的现象和新的概念。结合声发射监测和微观分析，提出碳纤维水泥基 复合材料单轴压阻特性唯相模型，探讨渗流网络的微观结构及其在外场作用下的 变化对其机敏特性的影响。 通过对碳纤维水泥基复合材料导电率-碳纤维体积分数关系研究，证实了体 系电导率随碳纤维掺量变化符合统计渗流理论，且具有普适性，根据经典渗流理 论，明确提出碳纤维水泥基复合材料的渗流阀值取φ=φc2。认为在渗流转变区 φc1～φc2复合材料的导电过程以隧道导电机理为主，而当φ>φc2时，体系的导电 以欧姆接触导电机理为主。分别探讨了水泥基体结构、碳纤维形态和相对湿度对 体系导电率的影响，并进行了相应的理论分析。 研究了单轴受压下碳纤维水泥基复合材料电阻变化与载荷、应变对应关系， 发现碳纤维水泥基复合材料具有压阻特性、Kaiser记忆效应和电阻徐变特性。 通过声发射监测和体系内碳纤维渗流导电行为的微观分析，建立了碳纤维水泥基 导电复合材料损伤自诊断模型与表征参数，并对体系正压力系数(PPC)与负压 力系数(NPC)以及电阻对材料残余形变Kaiser记忆效应和电阻徐变等新现象进 行了微观描述。在实验的基础上探讨了碳纤维的体积分数和应力水平对体系压阻 效应、Kaiser记忆效应及电阻徐变的影响。 监测了碳纤维水泥基复合材料在三点弯曲负荷下的断裂过程及电阻的相对 变化，研究了碳纤维掺量和切口深度对体系进行断裂过程自监测的影响，提出了 利用测试电阻的相对变化判断试件的开裂点。通过利用声发射技术监测，定性地 研究碳纤维水泥基材料断裂破坏机理，并与电阻的相对变化建立联系。在实验的 基础上，所提出的混凝土梁三点弯曲负荷下渗流临界断裂模型，可对电阻监测断 裂过程作出理论解释。 研究了碳纤维水泥基复合材料的温阻效应，发现在升温过程中碳纤维水泥 基复合材料存在显著的PTC与NTC现象。在分析碳纤维水泥基复合材料导电机 制基础上，提出了体系NTC/PTC转变唯相模型，指出碳纤维渗流网络在升温过 程中的微观结构的变化是其温阻效应直接反映。碳纤维水泥基复合材料独特的温 阻关系，为智能结构中实现温控和火灾预警提供了材料基础。 研究了碳纤维水泥基复合材料Seebeck效应及其影响因素，为实现水泥基复 合材料在热电机敏性能方面的应用做了有益的尝试。 关键词:碳纤维，导电复合材料，渗流理论，压阻效应，损伤自诊断，机敏特性， 断裂过程，温阻效应，Seebeck效应