吸波材料在军事和民用领域均具有广泛的应用。结构吸波材料是一种既可作承力部件,又具有优良的电磁波吸收性能的复合材料,是吸波材料的重要组成部分。异形截面碳化硅纤维与圆形碳化硅纤维一样,具有优异的力学性能和耐高温性能,同时又具有良好的吸波性能,有望成为结构吸波材料理想的增强/吸波一体化纤维。本文设计了具有相应形状的异形孔喷丝板,以聚碳硅烷为原料,通过熔融纺丝、空气不熔化和高温烧成制备了条形、三叶形、四叶形、五叶形、六叶形、七叶形、三折叶形、T形和C形等多种异形截面碳化硅纤维。研究了纺丝工艺对纤维异形度和当量直径的影响,确立了异形截面碳化硅纤维的制备工艺。研究了不同截面形状碳化硅纤维的电磁性能变化规律,分析了异形截面碳化硅纤维电磁匹配、形态及含量对其复合材料吸波性能的影响,并以此为基础制备了异形截面碳化硅纤维增强结构吸波复合材料,探讨了异形截面碳化硅纤维的吸波机理。根据聚合物模塑性理论和聚碳硅烷熔体流变性能设计了条形、三叶、四叶、五叶、六叶、七叶、三折叶和T形等叶片形喷丝孔以及具有不同弧度的C形喷丝孔,并通过实验验证,发现在狭缝宽度为0.12-0.14,狭缝长宽比为3-4时,可以制备具有较大异形度和较低当量直径的异形纤维。通过对纺丝工艺的研究发现,纺丝温度升高,异形截面纤维的异形度降低,当量直径增大。挤出速度和收丝速度对纤维异形度的影响不大。随挤出速度降低和收丝速度增大,异形纤维的当量直径降低。合适的异形纤维的纺丝工艺为:纺丝温度为聚碳硅烷软化点以上75-95℃,纺丝压力为0.5-1.3MPa,收丝速度为150-300rpm。通过合适的不熔化和烧成工艺,制备了异形度为0.3-0.8、平均当量直径为25μm左右的条形、三叶、四叶、五叶、六叶、七叶、三折叶和T形等8种叶片形和3种不同弧度的C形碳化硅纤维。叶片形碳化硅纤维截面曲率半径沿周向呈正割函数形式的变化,纤维叶片顶端和C形纤维截面两端的的曲率半径最小。异形截面碳化硅纤维与圆形碳化硅具有相同的元素组成和内部结构,且表面富碳。对比研究了圆形、叶片形和C形碳化硅纤维的电磁性能。发现每增加一对叶片,叶片形碳化硅纤维的归一化介电常数值实部比圆形纤维提高约10%,虚部提高约15%;偶数型纤维的每个叶片对介电常数的贡献略高于奇数型纤维;随叶片数量的增加,纤维损耗角正切值呈增大趋势,吸收峰有向低频移动的趋势;随纤维截面弧度的增大,C形碳化硅纤维的介电常数和归一化介电常数虚部降低,实部也呈降低的趋势,损耗角正切值降低,其吸收峰向高频移动。研究了纤维长度、排列方式及含量等对异形碳化硅纤维复合材料的介电常数和吸波性能的影响,发现随着纤维长度增加,其介电常数增大,介电损耗效能先提高后降低;当纤维无规排列时,比有序单向排列具有更加明显的频散效应,并且无规排列纤维的介电损耗角正切值大于有序单向排列;随纤维含量增加,复合材料的介电常数和介电损耗角正切增大。使用具有不同截面形状和不同规格的SiC纤维,进行阻抗匹配,设计了多层结构吸波复合材料。发现不同截面形状SiC纤维增强的多层结构吸波复合材料可以集合不同形状纤维的优点,或者拓宽吸波频宽,或者在保证吸波性能的情况下减少材料厚度,特别是可以一定程度上提高低频段的吸波性能。制备了一种双层结构吸波复合材料,该复合材料厚度为3.5mm,最低反射率为-18.62dB,反射率低于-10dB的频宽超过8GHz。通过在上浆剂中添加羰基铁粉,制备了三叶形SiC/羰基铁粉复合纤维束。与三叶形SiC纤维相比,磁改性纤维束增强的复合材料的反射衰减大于10dB的频宽向低频移动了2GHz左右,有效改善了材料在低频段的吸波性能。初步探讨了异形截面碳化硅纤维的吸波机理。异形截面纤维表面曲率的变化使纤维在电磁波作用下的极化发生改变,叶片形碳化硅纤维叶片端和C形纤维两端具有较大的表面曲率,在电磁场作用下,容易聚集较大密度的电荷,形成宏观偶极子。偶极子的产生增强了纤维的极化能力,增大了纤维的介电常数。随纤维叶片数量增加,叶片形碳化硅纤维的偶极子数增加,纤维介电常数增大,纤维损耗角正切值呈增大趋势,纤维对电磁波的损耗效能提高,吸收峰有向低频移动的趋势,吸波频宽具有增大的趋势。随着纤维截面弧度的增加,C形碳化硅纤维偶极子的偶极矩减小,且C形纤维表面的有效导电表面积减少,介电常数降低,纤维的损耗角正切值降低,纤维的吸收峰有向高频移动的趋势。随纤维比表面积增大,异形截面SiC纤维的介电常数增大。