粉煤灰磁珠是燃煤后产生副产品的主要组成之一,对磁珠的精细化分选和高附加值功能化研究具有重要的社会、经济和学术价值。1)本文采用磁选、摇床和粒径分级的组合工艺实现粉煤灰磁珠的精细化分级。通过对磁珠微观结构、化学组成和矿物相组成等进行表征发现,磁珠主要由磁铁矿、磁赤铁矿、赤铁矿、镁铁氧体等含铁相和石英组成,Fe为主要的组成元素;磁珠的含铁量越低其磁性越弱,密度越小,尖晶石间的空隙越大、填充的硅铝酸盐越多;随着粒径的减小,磁珠内部铁尖晶石颗粒尺寸也趋于减小,并且分布更加均匀。2)利用磁珠中存在含铁氧化物的天然优势,采用化学气相沉积法制备磁珠@C复合材料。通过对碳的沉积量和石墨化程度对比分析发现,提高生长温度可以加快碳沉积速率,同时提高石墨化程度,但当温度高于750℃时,ID/IG值会增大;随着生长时间的延长,碳沉积量提高,碳沉积速率减小,同时ID/IG值增大;C2H4分压的增大会提高碳沉积速率,H2分压减小会造成ID/IG值增大;研磨工艺会提高碳的沉积速率,但不会影响碳的饱和沉积量;延缓冷却阶段有助于碳源气体的充分反应和溶解的碳原子稳定析出。在反应阶段,铁颗粒逐渐发生相变,最终以渗碳铁形式存在;碳材料的沉积促使整个磁珠炸裂,同时在碳材料顶部形成核壳结构。3)通过表征磁珠@C的电磁参数,分析沉积碳量和磁核相变对吸波性能的影响,探索磁珠@C在吸波领域的应用。磁珠@C复合材料的ε’值因界面极化和碳层缺陷处的偶极极化作用而增大,其ε"值因石墨碳层的存在提高电损耗也出现增大;复合材料的磁损耗因为磁性内核相变为更高饱和磁化强度的渗碳铁出现增大。在极化损耗、电损耗、磁损耗以及核壳结构引起的多重反射的协同作用下,磁珠@C具有良好的微波吸收能力,2 mm的磁珠@C复合材料的有效吸收带宽可达4.3 GHz,最小反射损耗可达-32.4 d B,说明磁珠@C具有成为微波吸收材料的潜在优势。