最近几年,新型人工电磁材料吸引了科学家的高度重视,它已成为科学和工程应用中的研究热点。以左手材料为代表的人工电磁材料,具有天然材料没有的特异的电磁特性,如负折射率,返波,反多普勒效应等等。人工电磁材料有许多重要的应用,比如,可以做成电磁隐身斗篷,完美透镜,理想吸收体等。人工电磁材料奇特的电磁性质主要是由它的结构决定的,目前有大量的研究工作探讨了利用不同的结构来实现左手材料,其中如何利用碳纳米管、金属纤维等纤维材料的复合结构来实现新型人工电磁材料已经成为基础研究领域的热点。同时由于纤维独特的形貌特征,纤维复合材料中的人工磁性(Artificial Magnetism)、磁致巨阻(Giant Magnetoresistance, GMR)以及由表面等离子体(Surface Plasmon, SP)激发所诱发的电磁波负折射等新异物理现象,也引起了研究者的极大关注。碳纤维既具有碳材料的固有本征特性,又有纺织纤维的柔软可加工性,是新一代军民两用的增强纤维。碳纤维复合材料的优异特性使其成为一种不可或缺,同时又不可多得的多功能特种工程材料。鉴于探索新型人工电磁材料中新异物理现象本质的目的和工程应用的需要,有关电磁波在纤维复合材料中的传播特性的研究已经成为了当前新型人工电磁材料研究领域的前沿课题,引起了国际上诸多研究机构的高度重视。围绕着碳纤维复合材料的高频物性及其应用,本文着重研究了碳纤维复合材料的人工高频磁性、太赫兹(THz)透射增强现象及碳纤维复合材料在吸波材料中的应用,主要的研究工作和结论如下：1.研究了碳纤维与高聚物颗粒构成的复合材料在射频和微波波段的高频物性。在实验上证实了含有非磁性导电纤维构成的复合物中人工磁性的存在,实验结果与前人的理论预期一致；同时定量分析了纤维复合材料的高频磁性与填充比、纤维长径比等因素的关联。通过对镀镍碳纤维复合材料高频物性的实验研究,发现随着纤维填充比的增加,复合物由绝缘体变为导体。2.研究了碳纤维复合材料在吸波材料中的应用。通过理论和实验研究讨论了纤维电导率、长度等因素对复合材料吸波性能的影响,发现非磁性导电纤维材料中电阻损耗和谐振吸收是两种主要的吸波机制。同时还探索了利用纤维复合材料和传统磁性吸收材料相结合实现高性能吸波材料的设计方案,并进行了实验验证,取得了较好的吸波效果。3.研究了碳纤维复合材料在THz波段的高频物性。通过数值仿真和THz时域光谱技术测量,发现一定的纤维填充比的碳纤维复合材料在THz波段会出现透射增强现象。对复合材料内部场分布进行了数值仿真,发现该透射增强现象是由于碳纤维之间发生表面等离子共振所致。