碳纳米管(carbon nanotubes,CNTs)具有中空的管网状结构,是理想的准一维纳米材料,具有极高的机械强度、优异的电磁学和热学性能、独特的半导体或金属特性等,使其成为21世纪最具前途的纳米材料之一。近年来,一些高介电性能和高储能密度的碳纳米管/聚合物复合材料相继被合成,在微波吸收与防辐、储能器件等方面展示出十分广阔的应用前景。本文系统探讨了碳纳米管/聚合物复合材料的介电与微波吸收性能,深入研究了碳纳米管/聚合物复合材料的储能特性。首先对碳纳米管的结构特征和理化特性、碳纳米管/聚合物复合材料的制备方法特别是提高碳纳米管在聚合物基质中分散性的有效方法进行了系统论述。在材料显微结构与性能关联理论的基础上,综合考虑碳纳米管的含量、碳纳米管的弯曲度、碳纳米管与聚合物基质各自的复电容率的实部和虚部及入射电磁波频率对碳纳米管/聚合物复合材料介电性能的影响,运用等效的RC网络模型,推导了碳纳米管/聚合物复合材料的复电容率,构建了碳纳米管/聚合物复合材料的介电模型,数值计算了其介电谱、介电损耗角正切、微波衰减系数和微波吸收系数。模拟结果表明:增加碳纳米管的含量和减小碳纳米管的弯曲度,能有效改善碳纳米管/聚合物复合材料的介电特性,增大碳纳米管/聚合物复合材料对电磁波的吸收;微波衰减系数和微波吸收系数均随频率呈线性增长。深入探讨了碳纳米管的含量、碳纳米管的弯曲度和入射电磁波频率对碳纳米管/聚合物复合材料储能特性的影响,构建了碳纳米管/聚合物复合材料储能特性的理论模型。对碳纳米管/聚合物复合材料储能特性的数值模拟表明:在聚合物基质中适当添加碳纳米管,能使材料的储能特性显著增强;增大碳纳米管的弯曲度和入射电磁波的频率会导致材料的储能密度明显降低。通过调节碳纳米管/聚合物复合材料中碳纳米管的含量和弯曲度,可以实现提高材料储能密度和控制材料电损耗的最优组合,从而可制备出综合性能优异的碳纳米管/聚合物复合储能材料。本论文的研究目的旨在为研制高性能的碳纳米管/聚合物复合介电与储能材料提供一定的理论依据。