本文研究了两种航空碳纤维增强树脂基复合材料(Carbon Fiber Reinforced Polymer,简称CFRP)的电热作用机理及相关的电学表征方法。通过温度场、纵向体积电阻以及介电性能测试分析了CFRP的电热特性,完成了电热损伤特征参量的提取。采用傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)和差示扫描量热仪(DSC)研究了电热作用前后CFRP中环氧树脂基体的物理及化学变化。深入探讨了电热作用前后CFRP的静态力学性能以及动态力学性能变化规律。利用激光共焦显微镜和扫描电镜分别观察了电热作用前后的CFRP的表面形貌和断口形貌,分析其失效特征并总结了电热损伤机理。电热特性研究结果表明,电热作用下T300/E52和T300/970两种复合材料的温度场随时间均呈现先迅速上升后稳态平衡趋势。对于T300/E52复合材料,电流密度小于0.125A·mm-2的电热作用使其表面温度场分布均匀,纵向体积电阻降低以及介电性能提升;大于0.125A·mm-2的电热作用在中间区域形成较高温度场,纵向体积电阻升高以及介电性能下降。介电频谱测试表明,介电常数和损耗角正切值随测试频率增加而降低,AC电导率随频率增加先恒定后迅速上升。对T300/970复合材料,玻璃化转变温度附近的电热作用(电流密度范围为0.25~0.31A·mm-2)基本上使其导电性能下降,介电性能提升。损耗角正切值由于对基体、界面损伤较为敏感,且电热作用对其影响较大,可作为特征参量。电热作用后T300/970复合材料的FT-IR图谱中没有出现明显的新峰,羟基峰整体上在增强,这与环氧树脂发生后固化有关。羰基峰的略微增强表明环氧树脂发生了氧化反应。电热作用后复合材料的DSC曲线表明,环氧树脂的玻璃化转变温度明显上升,这也说明环氧树脂发生后固化反应。电热作用后T300/970复合材料的动态力学分析发现,试样的玻璃化转变温度最大上升25℃,储能模量也有明显提升,说明电热作用不仅使复合材料发生后固化,还对其有物理老化效果。三点弯测试表明,低于0.125A·mm-2的电热累积作用使T300/E52复合材料的弯曲强度和弯曲模量最大分别提升11.8%和7.32%;高于0.125A·mm-2时,弯曲强度和弯曲模量最大降低8.26%和6.52%。对于T300/970复合材料,8~9A的电热作用对其造成微损伤,使其弯曲性能最大降低13%;9.5~10A电热作用下,后固化和物理老化速率加快,使试样的弯曲性能有一定回升。表面形貌观测发现,电热作用使T300/970复合材料发生层间基体微开裂,这主要是由纤维和基体的热膨胀系数不匹配,在试样中产生的残余热应力导致的。断口形貌分析表明,电热作用使试样断口粗糙,分层明显,纤维/基体界面粘结性能恶化,引起界面微开裂,并且界面损伤的出现要早于基体微开裂损伤。