碳纳米管因其具有众多的优异性能而受到广泛关注,同时碳纳米管宏观体的研究更是推动了碳纳米管在实际中的应用。本文提出将单壁碳管纤维与多壁碳管组装成同轴结构的宏观结构。首先研究了单壁碳管纤维上包覆多壁碳管材料可控的制备方法,并对其力学性能进行研究分析,再将其与聚二甲基硅氧烷（PDMS）复合,得到柔性的单壁碳管纤维上包覆多壁碳管/PDMS复合材料,并对其力学性能与电学性能进行探究,对碳纳米管复合材料的研究提供一定的参考价值。本论文以二茂铁,二甲苯分别作为催化剂和碳源,利用化学气相沉积的方法制备得到单壁碳管薄膜,经过纺丝的方法得到单壁碳管纤维。然后再以二茂铁,二氯苯分别作为催化剂和碳源,以单壁碳纳米管纤维为基底,通过化学气相沉积的方法在单壁碳管纤维上生长多壁碳管。单壁碳管纤维上包覆多壁碳管材料的宏观形态为圆柱状,长度可达11.5cm,直径最大可达5.5mm,表面与海绵相似,具有良好的弹性;微观结构全部由碳纳米管相互搭接组成的,其中多壁碳纳米管海绵存在大量的孔隙,通过改变工艺参数,可实现了对单壁碳管纤维上包覆多壁碳管材料的生长速率、生长直径和微观结构进行调控。研究了单壁碳管纤维上包覆多壁碳管材料的力学性能。在拉伸状态下,单壁碳管纤维上包覆多壁碳管材料的最大断裂应力为270 MPa,与其内部单壁碳纳米管纤维的最大断裂应力相当,说明单壁碳管纤维上包覆多壁碳管材料在拉伸状态下所承受的力主要由其内部纤维提供。从材料断裂截面可以看出,内部纤维与外部海绵有着一定的连接,设计拉拔试验探究单壁碳管纤维上包覆多壁碳管材料拉断后内部纤维与外部海绵的界面作用,通过拉拔力和拉拔出的纤维表面覆盖的多壁管,证明了单壁碳管纤维与外部多壁碳管具有很好的界面作用。研究了单壁碳管纤维上包覆多壁碳管/PDMS复合材料的力学与电学性能。利用单壁碳管纤维上包覆多壁碳管材料的多孔性,可直接在样品中的灌注PDMS得到均匀的纳米复合材料。对复合材料进行拉伸试验,复合材料断裂拉伸应变为120%,与纯PDMS样品的断裂拉伸应变相近,说明PDMS在复合材料的拉伸试验中起主要作用。同时对单壁碳管纤维上包覆多壁碳管/PDMS复合材料进行电学特性探究,在一定的应变范围下进行拉伸循环测试,其电阻随拉伸应力呈规律性变化,可用作应力应变传感器。