随着电子技术和通讯工业的不断发展,各种通讯和电子设备已经普及到千家万户,5G时代也即将来临。虽然它丰富了我们的日常生活,但也带来了日趋恶化的电磁环境。这不仅影响设备的正常运行,而且给我们的身体带来了极大的伤害,是心血管疾病、癌突变等疾病的主要诱因之一。因此,高效的电磁波吸收材料也越来越得到人们的关注。至今,许多优秀的吸波材料在航空、通讯和电子技术等多个领域里发挥着重要的作用。在众多吸波材料中,对传统的磁性吸波材料的应用一直是大家研究的热点。经研究,铁磁性金属材料(Fe,Co,Ni)及其合金作为传统的磁性吸波材料虽具有成本低、灵活性好和易加工等优点,但也存在阻抗匹配性能差、密度大、吸收频带窄、匹配厚度厚和耐候性差等缺陷,越来越难以满足现代吸波材料所强调的轻质、强吸收、宽吸收频带、薄匹配厚度、优耐候性等需求,所以多组分复合材料备受大家关注。基于多组分协同原理,介电材料的包覆形成核壳结构可以有效地改善传统磁性材料诸多缺点。本论文着眼于制备碳材料包覆磁性亚微米球形成核壳吸波材料来改善传统磁性材料的诸多缺点,并对其制备工艺、结构设计和吸波机理进行研究探讨。本论文主要开展的研究工作及获得的结论如下:(1)首先利用简单的溶剂热法合成镍亚微米球,并通过酚醛树脂包覆镍亚微米球,然后在管式炉里煅烧得到核壳Ni@C亚微米球。通过将Ni、Ni@C亚微米球与聚偏氟乙烯(PVDF)复合获得柔性复合材料。利用同轴法测量2-18 GHz范围内各填充量下的介电常数和磁导率,从而获得相关的反射损耗值。探究碳包覆之后独特的核壳结构对吸波性能的影响;探究通过调节不同包覆和碳化条件对材料介磁参数和吸波性能的影响。经过调节,当碳化条件为850℃,3 h时,碳壳厚度为64.3 nm,且填充量仅为20 wt%时,Ni@C/PVDF复合材料的最低反射损耗在14.04 GHz下能达到-71.32 dB,有效频宽(RL≤-10 dB)在1.95 mm厚度下达到5.62 GHz。(2)通过过量的次磷酸纳还原镍盐和氧化石墨烯(GO),利用一步溶剂热法获得Ni/RGO复合吸波材料,并与PVDF复合进行性能测试。经过大量研究,通过氧化还原法制备成的还原氧化石墨烯(RGO)具有大量的缺陷和残留的官能团使石墨烯的电导率降低,同时这些缺陷和官能团的出现可以作为极化中心,有利于电磁波的吸收和衰减。且以RGO为基底的的复合材料具有三维分层结构,易实现电子传输,具有强烈的极化损耗。本实验中,RGO包覆在磁性镍亚微米球上形成独特的核壳结构,通过电导损耗、偶极子极化、界面极化、涡流损耗以及多次反射形成的干涉相消等等多种电磁波吸收机制协调下得到优秀的吸波性能。(3)为了验证碳包覆核壳结构对铁磁性金属吸波性能的提升,本实验通过溶剂热法制备CoNi合金球,并通过酚醛树脂包覆CoNi亚微米球,然后在管式炉里煅烧得到核壳CoNi@C亚微米球。通过热挥发成膜法和热压法将CoNi@C亚微米球与PVDF复合,利用同轴法测量2-18 GHz范围内各填充量下的介电常数和磁导率,从而获得相关的反射损耗值。通过对比,碳包覆核壳结构增强了吸波强度,拓宽了吸波宽度,优化了吸波性能。