自行设计制作电阻-体积膨胀-温度同步测量装置，研究了炭黑(CB)填充聚合物基PTC材料的电阻率随体积膨胀的变化关系，聚合物基体分别为结晶聚合物高密度聚乙烯(HDPE)和非晶聚合物聚苯乙烯(PS)。研究结果表明，无论结晶还是非晶聚合物体系，体积膨胀都是引起复合材料PTC效应的重要原因，聚合物基体的热膨胀程度越大，PTC效应也越明显。PTC转变温度与体积膨胀的转变温度非常一致，对于结晶聚合物基体体系，PTC转变温度在基体的熔点附近，而对于非晶聚合物基体体系，PTC转变温度在基体的玻璃化转变温度附近。 使用有效介质普适方程(GEM方程)对实验数据进行拟合，得到导电复合材料的理论渗流曲线，根据GEM方程和基体的体积膨胀，建立起一个数学模型。可以利用这个模型，对基体体积膨胀对PTC转变的贡献进行了定量分析，表明PTC转变区的电阻突变与渗流曲线在临界体积分数附近的电阻率突变在导电机制上是相同的。随着聚合物基体的热膨胀，无论是结晶聚合物基体或非晶聚合物基体体系，只要导电填料的体积分数被稀释到临界体积分数以下，复合材料就会产生PTC效应。利用这个数学模型，还对两种PTC材料的阻温曲线进行了预测，与实测结果比较发现，当炭黑含量在渗流阈值附近时，预测值与实测数据吻合很好。