碳系材料作为一种导电材料广泛应用于各类导电复合材料中。在以往研究中,碳系填料的填充量一般都很大,导致基体的性能变化也较大。因此,如何在保证导电复合材料达到所需的导电性能的同时,又能够降低导电填料的用量是导电复合材料中一个重要的问题。本文针对炭黑(carbon black简称CB)和碳纳米管(carbon nanotubes简称CNTs)两种导电填料制备了改性碳系填料/碳纤维双层间隔织物(carbon fiber double-layer spacer fabric简称CFDSF)/二氨基二苯甲烷环氧树脂(AG-80)复合材料,并开展了相关电学、力学和热学性能的研究。本文研究了CB的改性方式及其含量对改性CB/CFDSF/AG-80复合材料性能的影响。研究结果表明,同等条件下,硅烷偶联剂改性CB(Si-CB)/CFDSF/AG-80体系的电学、力学和热学性能均优于氧化改性CB(O-CB)/CFDSF/AG-80体系。其中电学性能最大差异可达20.72%;力学性能最大差异可达14.01%;热学性能最大差异可达17.27%。发现两种体系的体积电阻率均会随着改性CB含量的增加而逐渐下降,达到渗滤阈值时下降明显。且随着温度的升高,两种体系的体积电阻率均会降低,即呈现NTC效应。另外,发现随着改性CB含量的增加,两种体系的力学性能会先减小后增大。这是由于改性CB的表面活性能大,易产生应力集中效应而降低力学性能,但随着改性CB含量的继续增加,CB始终存在的聚集体结构会产生优良的补强作用,所以力学性能增大。最后,随着改性CB含量的增加,两种体系的分解温度均会逐渐上升,证实了复合材料的耐热性得到了提高。本文还研究了CNTs的改性方式及其含量对改性CNTs/CFDSF/AG-80复合材料性能的影响。研究结果表明,含量相同时,硅烷偶联剂改性CNTs(Si-CNTs)/CFDSF/AG-80体系的电学、力学和热学性能均优于酸化改性CNTs(O-CNTs)/CFDSF/AG-80体系。其中电学性能的最大差异可达14.15%;力学性能的最大差异可达5.85%;热学性能的最大差异可达5.73%。发现随着改性CNTs含量的不断增加,两种体系的体积电阻率会逐渐下降,达到渗滤阈值时下降明显,且均呈现出NTC效应。另外,发现随着改性CNTs含量的增加,两种体系的力学性能会先增大后减小。这是由于CNTs含量的增加会对基体有增韧作用,所以力学性能会增加。而随着CNTs含量的继续增加,CNTs易团聚而分布不均,所以力学性能下降。最后,发现两种体系的耐热性能良好且分解温度均呈上升趋势,证实了CNTs的加入会提高复合材料的耐热性。综合来看硅烷偶联剂改性方式无论是CB还是CNTs其体系的各个性能均优于氧(酸)化改性方式。Si-CNTs/CFDSF/AG-80体系在力学性能上的规律不同于Si-CB/CFDSF/AG-80体系,其它性能与Si-CB体系规律相仿。同时达到所需导电性能时Si-CNTs的含量远少于Si-CB,且Si-CNTs体系的力学性能和热学性能均更优良。