电磁污染现已成为社会的公共污染之一,不仅影响电子设备的正常运行,还可能威胁人的生物系统。理想高效的吸波材料应具有强吸收、吸收频带宽、重量轻、匹配厚度薄的特点。现有的吸波材料高密度和大匹配厚度,限制了其工业应用。开发重量轻、厚度匹配薄的高效吸波材料的需求十分迫切。石墨烯作为新型碳材料,密度低、耐腐蚀、比表面积大、电导率和热导率高以及机械强度高的优异性能使得其成为各个领域研究热点,是一种理想的轻质高效吸波材料。然而,由于石墨烯较大的介电常数造成其阻抗匹配性能较差,此外,还存在损耗机制单一及难以成型的问题。本文针对上述问题,分别采取下列解决方法:1)将石墨烯与高分子聚合物复合,降低了石墨烯的电导率,使其具有较好的匹配特性;2)在石墨烯中加入磁性材料(纳米Fe3O4),以弥补石墨烯损耗机制单一的短板;3)设计制造了不同结构型吸波体,解决了石墨烯自身难以成型的问题。论文主要工作及研究成果如下:1)研究了不同熔融挤出成型工艺参数条件下,石墨烯/PLA复合线材成形和导电性能的变化规律;在此基础上,进一步探索材料配方对石墨烯/PLA复合线材导电和力学性能的影响。研究表明:模口温度应在110℃以上,冷却水温在40℃左右以保证线材的表面质量;当主轴转速为14r/min,牵引速度为10～13r/min时可保证线径;随着模口温度和主轴转速的增加,线材的电导率呈现出先上升后下降的变化规律,当模口温度和主轴转速分别为125℃和14r/min时,线材的电导率较佳。另外,当石墨烯含量增加时,电导率出现先增加后下降的趋势,其中,石墨烯含量为8wt%时,线材的电导率相比其他含量更高。同条件下,线材的拉伸强度先增大后减小,最大值在石墨烯含量为2wt%时取得;而断裂伸长率的变化规律则是随着石墨烯含量增加而减小,其中石墨烯含量为8wt%时,线材的力学性能低于合格标准,可通过加入ACR来改善,当其加入量为0.5wt%时,拉伸强度和断裂伸长率分别为21.79MPa和6%,比未添加时分别提高了12%、28%。2)利用FDM技术快速制备了石墨烯/PLA复合试样并对吸波性能进行了改进。通过波导法测试试样的电磁参数,借助传输线理论计算其反射损耗,并分析不同复合试样的吸波性能揭示吸波机理。研究表明,石墨烯/PLA复合试样的复介电常数实部随着石墨烯含量增加而增大,当石墨烯含量为9wt%时,复介电常数实部最高。同条件下,复介电常数虚部的变化规律为先增大后减小,其中当石墨烯含量为8wt%时石墨烯/PLA复合试样的复介电常数虚部最高。随着电磁波频率的增大,石墨烯/PLA复合试样的反射损耗变化规律为先下降后上升,当石墨烯含量5～9wt%时,石墨烯/PLA复合试样的最小反射损耗峰值分别为-3.1d B、-5.8d B、-7.2d B、-9.6d B、-8.1d B。由于反射损耗均高于-10d B,不符合吸波要求,因此在原有成分的基础上加入磁介质型吸波剂(纳米Fe3O4),所制备的石墨烯/纳米Fe3O4/PLA双组元复合试样中纳米Fe3O4含量固定为20wt%时,其复介电常数实部与虚部随着石墨烯含量增加均增大。其中石墨烯含量为5wt%时的复介电常数实部和虚部皆高于相应的单组元石墨烯/PLA复合试样。说明双组元复合试样的复介电常数高于单组元。在协同效应的作用下,石墨烯/纳米Fe3O4/PLA复合试样的复磁导率实部与虚部随着石墨烯含量增加而增大,当石墨烯含量为5wt%时较高。随着石墨烯含量的增加,石墨烯/纳米Fe3O4/PLA复合试样的反射损耗峰值降低,其中当石墨烯质量分数为5wt%时,其最小反射损耗的峰值为-13d B;有效吸波频宽达到3.6GHz(12.4～16.0GHz),吸波性能远优于相同石墨烯含量下的石墨烯/PLA复合试样。说明当纳米Fe3O4含量一定时,增加石墨烯含量有助于提高吸波性能,双组元复合试样吸波性能优于单组元复合试样。3)设计制造了不同结构型吸波体并研究其吸波性能。研究表明:适当地增加蜂窝状孔洞结构,相比于平板状结构吸波体,由于改善了阻抗匹配,增加了多重反射界面,使得电磁波在传播过程中消耗了更多的能量,因此吸波性能更强。