本發(fā)明涉及一種聚酰亞胺復(fù)合材料及其制備方法和應(yīng)用，所述聚酰亞胺復(fù)合材料包括聚酰亞胺基體以及分布在所述聚酰亞胺基體中的氟化碳材料；所述氟化碳材料包括平面尺寸≤10μm的氟化石墨烯、直徑≤100nm的氟化納米炭黑或直徑≤10nm的氟化石墨烯量子點中的任意一種或至少兩種組合。本發(fā)明在聚酰亞胺基體中引入上述三種特定尺寸的氟化碳材料，能夠有效的提高聚酰亞胺的綜合性能，使其兼具低介電、高透光性、低吸水率、高耐熱性以及優(yōu)異的力學性能。