碳纤维因具有高强度、高模量、低密度以及良好导电性等优异的性能使得其结构复合材料能够广泛地应用于航空航天和国防军事领域,具有承载和轻量化的作用,但碳纤维的介电常数较高,与自由空间的阻抗不匹配对电磁波产生反射强烈,因而需要进行改性并对其介电性能进行研究。本文分别采用溶胶凝胶法和化学气相沉积法制备了SiO2和SiC改性涂层,通过树脂浸渍固化碳化法制备了C/C复合材料,由于碳基体的高导电性导致对电磁波的高反射,因而采用半固化工艺制备了碳纤维增强树脂基复合材料,同时以此为指导制备耐高温结构复合材料,通过热压烧结法制备了Cf/Si3N4复合材料。采用XRD、SEM、EPMA及三维CT表征了材料的物相和微观形貌,通过矢量网络分析仪测试了样品在X波段内的复介电常数,分析了复合材料对微波的反射特性。溶胶凝胶法制备的SiO2涂层完整但较薄,结合能力也不强。低介电的SiO2涂层可以有效降低碳纤维的介电常数。改性的C/C复合材料的阻抗不匹配,是由于碳毡为高导电性的碳材料且SiO2掺杂碳基体仍不能够阻断导电网络从而形成传导电流,表现出强烈的反射。通过CVD法制备的SiC改性涂层易控制且厚度均匀约为1.5μm。阵列排布的碳纤维会形成导电网络强烈反射电磁场,碳纤维轴向平行电场方向会产生定向电流,垂直电场方向易透过电磁波;单层结构模型难以满足阻抗匹配条件,纤维间隔为1.7mm略优于3.6mm的碳纤维增强树脂基复合材料且随着纤维间隔的增大损耗峰向高频方向移动。不同纤维间隔的双层结构的介电常数结果相似,复介电常数较单层结构的有大幅度的降低。热压烧结法高温制备Cf/Si3N4复合材料的过程中基体会部分分解并向内扩散与粘结层Si反应使得结构疏松,此外一部分Si熔融后渗入至碳纤维之间增强了结合能力。与树脂基的类似,轴向平行电场时的介电常数要高于垂直时的情况。双层结构的复介电常数较单层有大幅降低且纤维间隔越小,介电虚部越小,则损耗越小,但依旧反射率较高,一是Si粘结层的存在使得碳纤维轴向垂直电场时也能发生电流传导;二是双层的碳纤维交叉铺层反射特性互补,反射电场分量合成椭圆极化场,从而各向异性也不明显,反射主要取决于平行电场。