随着电磁技术的广泛应用,各类电子产品不断涌入人们的生活与工作,由其产生的电磁辐射问题也日益严峻。电磁辐射不仅会对周围其它电子产品产生干扰,使之不能正常使用;也危害着环境中生命组织的健康;在军事领域,电磁辐射是影响军事武器雷达隐身的重要因素。因此,开发一种可以减少电磁辐射的高效电磁波吸收材料至关重要。影响材料吸波性能主要因素包括吸波剂的阻抗匹配特性、衰减特性和微观形貌。阻抗匹配特性要求吸波剂的介电损耗组份和磁损耗组份有机结合,避免电磁波在材料表面的反射;衰减特性要求吸波剂具有较强的介电损耗能力和磁损耗能力,实现对入射电磁波的高效衰减;适当的微观形貌设计,有助于吸波剂的极化效应,增强对电磁波的作用效果。目前,制备同时满足阻抗匹配特性和强衰减特性的吸波剂仍是一项挑战,如何通过微观形貌的设计改善材料的吸波性能还需要进一步研究。本论文选用高分子碳基材料为研究对象,通过组成成分的设计,目标制备具有强损耗能力,并能同时满足阻抗匹配特性的碳基复合吸波剂材料;同时,借助微观形貌的调节,探究结构对材料吸波性能的影响及作用机理。首先,以天然高分子海藻酸钠为原料,分别设计合成了具有核壳结构、复合结构的海藻酸碳基与铁粒子复合吸波剂（Fe@SAC、Fe/SAC）。通过对微观形貌及吸波性能的研究发现,与普通复合结构相比,核壳结构更有利于磁性粒子的分散,避免其在碳化时发生二次结晶,控制粒径大小约为50 nm,外壳厚度约为100 nm。直径较小的磁性粒子可以在碳化过程中提升碳的结晶度,使Fe@SAC具有比Fe/SAC更强的介电损耗能力。利用碳基包覆磁性粒子,可以实现吸波剂的阻抗匹配,避免因金属涡流效应导致的电磁波反射。同时,由核壳结构引发的多重界面极化效应可以有效加强吸波剂与电磁波的相互作用,有助于电磁波的衰减。因此,Fe@SAC具有比Fe/SAC更加优异的电磁波吸收性能,其最大有效吸收宽度为2.80 GHz（11.28¹4.08 GHz）,最强损耗为-41.59 dB（厚度为2 mm）;而复合结构的Fe/SAC的最强损耗为-25.42 dB（厚度为4 mm）,最大有效吸收宽度为1.53GHz（8.56¹0.09 GHz）。核壳结构的海藻酸碳基与铁粒子复合吸波剂虽然表现出较好的吸波效果,但其填充量较高（45 wt%）,在实际应用过程中难以满足轻质的需求。引入纤维和多孔结构是降低材料密度、制备轻质吸波剂的有效方法,因此,选用聚丙烯腈为碳源,聚甲基丙酸甲酯为致孔剂,乙酰丙酮铁为铁前驱体,通过静电纺丝及热处理过程,设计合成了具有多孔结构的碳纤维与铁粒子复合吸波剂（P-CNF/Fe）。P-CNF/Fe具有优异的的电磁波衰减特性,当厚度为1.5 mm时,实现最大有效吸收宽度为3.28 GHz（12.69¹6.24 GHz）。当厚度达到4.1 mm时,P-CNF/Fe对4.42GHz的电磁波实现最强吸收效果,RL_min=-44.86 dB。多孔结构的引入,可以适当降低碳纤维的介电常数,实现阻抗匹配。同时,多孔结构在碳纤维内部引入较多的缺陷与界面,增强德拜弛豫和界面极化作用,促进电磁波的衰减。通过调节PMMA的添加量可以控制吸波剂的多孔形貌及孔比表面积,用于探究多孔结构对材料吸波性能的影响。引入较少的孔结构并不能起到改善碳纤维高介电常数的作用,无法实现阻抗匹配;当孔结构引入较多时,大量的空气通过孔道进入吸波剂内部,导致介电常数大大降低,不能满足强衰减特性。因此,在设计多孔结构碳基吸波剂时,要求孔尺寸可调,以得到性能优异的复合吸波剂。