近些年,微波吸收材料注重于厚度薄、吸收频带宽、重量轻、热稳定性好、强吸收性能的研究。以磁损耗为特征的金属吸收剂,由于具有自然共振、畴壁移动、涡流效应等微波吸收机制,通常将其填充到复合吸波材料中。根据吸波机理,吸波材料通常划分为介电损耗、磁损耗、电阻损耗三大类型。为实现强吸收要求,需要满足2个重要条件(1)吸波材料阻抗与自由空间阻抗之间的匹配；(2)入射电磁波通过吸波层时快速衰减。目前在移动通讯、局域网络、雷达系统中广泛使用着千兆赫兹工作频率,导致电磁污染严重威胁人类健康和生态环境。在较宽频率范围内具有强吸收、高强度、轻重量和低成本的微波吸收材料,是克服日益增长的电磁干扰的重要措施。为商业化及高技术发展需求,本文利用表面改性Fe纳米粒子(Fe NPs)作为微波吸收剂、碳纤维(CFs)作为增强相、以及环氧树脂(ER)作为基体,制备了平板纳米复合材料。Fe纳米粒子是利用直流电弧等离子体蒸发法制备得到,硅烷偶联剂(KH-550)作为表面改性剂对其进行改性,以提高其在树脂基体(ER)中的分散稳定性。为了测定平板纳米复合材料样品的实际微波吸收性能,制备了一系列正方形板(20x20 cm2)标准样品,测试其在2-18 GHz频段内的反射损耗。纳米复合材料制备中考虑了不同含量改性Fe纳米粒子(0、20 wt.%、30 wt.%和40wt.%)及其分布,以及CFs含量及其取向对吸波性能的影响。为了研究CFs对平板纳米复合材料吸波与力学机械性能的影响,固定改性Fe纳米粒子的含量为30wt.%,改变CFs的含量(1.38 wt.%、2.76 wt. %和5.52wt.%),制备系列样品并测试相关力学性能。值得注意,CFs及其在纳米复合材料中的取向方向将极大地影响微波吸收性能。适当的CFs取向方向,即当CFs排布方向垂直于微波入射方向时,将促进平板体内微波反射效率,这种微波多重反射为Fe纳米粒子提供了更多的吸收几率,因此纳米复合材料平板的吸波性能得到进一步提高。CFs对微波的反射作用,创造了Fe纳米粒子多重吸收的有利条件,同时也满足了在特定频段纳米复合材料输入阻抗的匹配条件,进而通过结构共振等有利条件提高了吸波性能。纳米复合材料平板划分为“顶部”和“底部”模式(意味着平板中Fe纳米粒子具有浓度梯度分布特点),吸波性能测试时也考虑了CFs相对于微波入射方向的影响。平板结构纳米复合材料微波吸收性能受到结构共振、适合的电导状态、界面极化、阻抗匹配等因素的影响。本文对环氧树脂基体中Fe纳米粒子及其分布、CFs及其取向方向等各种因素对吸波性能和力学性能的影响进行了广泛研究和探讨。