随着当代社会的高速发展,电磁波污染已经成为了一个影响人们生活的严重的社会问题。在军事领域,雷达探测技术进步的同时要求战场上的大型军事装备避免被敌方发现,成为了一个赢得现代战争的重要因素。因此,电磁屏蔽及吸波材料应运而生。自20世纪60年代以来,吸波材料便受到了研究者广泛的关注,研制出具有更加优异性能的吸波材料,实现吸波材料“薄、轻、宽、强”的总目标,对民用以及军用领域都具有重要的价值。本文研究制备了一种电磁功能化的碳纳米纤维,采用化学共沉淀的方法将四氧化三铁覆载到碳纳米纤维的表面,随后采用原位聚合的方法引入聚苯胺包覆层,制备出具有三相异质结构的PANI@Fe₃O₄@CNFs纳米粒子。FT-IR、XRD、XPS、SEM等测试表明纳米粒子的成功合成且结构稳定性良好。选取综合性能优异的环氧树脂作为基体,将PANI@Fe₃O₄@CNFs作为吸波填料制备吸波复合材料。结果表明,随着填料质量分数的增加,材料的吸波性能随之提升。当填料含量为15 wt%,材料厚度为2 mm时,反射损耗的最小值为-23.7 dB,所对应的频率为13.6 GHz,小于-10 dB的有效吸收频带为3.7 GHz（从11.9到15.6 GHz）。在纳米粒子上包覆聚苯胺后,有助于提高纳米粒子与环氧树脂之间的相容性,调节材料的阻抗匹配,增强电磁波在纳米粒子内部的衰减损耗,提升材料的吸波性能。随后,将羰基铁粉磁性材料与PANI@Fe₃O₄@CNFs纳米粒子共混作为吸波剂研究复合材料的吸波性能。结果表明,固定PANI@Fe₃O₄@CNFs纳米粒子含量为5 wt%,随着羰基铁粉质量分数的增加,复合材料吸波效果随之提升。当羰基铁粉含量为50 wt%,材料厚度为2 mm时,反射损耗最小值为-15.9 dB,所对应的频率为11.6 GHz,有效吸收带宽为3.7 GHz（从10.2到13.9 GHz）,该试样记为PFC-CIP50。材料的磁损耗为在低频区的自然共振以及高频区的涡流损耗。引入PFC纳米粒子后,在保证磁导率的情况下提升了材料的介电常数,增强阻抗匹配和衰减特性,在保证吸波效果的情况下降低了材料的密度。结合超材料理论,选取磁性PFC-CIP50复合材料,将其图案化处理设计一种具有人工周期结构的双层超材料宽频吸波体（MMA）。采用数值仿真方法研究了周期结构参数对超材料吸波体性能的影响。结果表明,MMA的吸收带宽为11.2GHz（从6.8到18 GHz）。随厚度的增加,吸波曲线向低频移动,可通过对结构参数的设计实现对吸收峰位置的改变。随后,将方形开口金属谐振环与MMA结合,将吸波频段进一步拓宽0.5 GHz,可实现C波段吸收峰的可控设计。