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随着电子科学技术和工业的迅猛发展，电子、电气设备工作过程中产生的电磁波辐射污染已经成为一种新的环境污染方式。因此，电磁屏蔽尤其是电磁吸收就显得更重要，它不仅屏蔽掉了电磁辐射，而且可以减少电磁二次污染。而随着发展阶段的不同需求，新的电磁环境对吸波材料的“薄、轻、宽、强”提出了更高的要求，碳系纳米材料如碳纳米管、石墨烯由于其优异的力学、电学、热学、高比表面积等性能而成为研究热点。目前很多工作已经设计出可以达到很好的吸波性能的材料，然而绝大多数工作侧重于追求高的吸波效率，却忽视了吸波材料结构对吸波性能的影响研究。本论文利用两种不同方法制备了包覆结构不同的Fe3O4磁性纳米粒子包覆的碳材料:碳纳米管(CNT)、还原的氧化石墨烯(RGO)以及CNT+RGO，并围绕包覆结构、尺寸和结晶性对吸波性能的影响以及吸波性能的优化等方面开展了以下工作: (1)首先采用两种多元醇法制备了形貌、颗粒尺寸完全不同的两种Fe3O4磁性纳米颗粒，对其结晶结构、吸波性能做了初步研究，并分析了形貌差异的机理。随后，制备了这两种形貌的Fe3O4包覆的CNTs，扫描电镜表征发现两种方法制备的包覆结构有明显差异，一种为包覆致密(compact)的FCC，另一种是包覆疏松(loose)的FLC。测量并计算了其在不同吸波厚度下对应的频率-吸波曲线，发现FCC的吸波性能远远优于FLC。分析了不同包覆结构之间的吸波差异机理，结论表明，结晶性和颗粒尺寸大小均未对吸波值造成很大影响，其主要影响因素包括:表面包覆的磁性粒子多、曲率半径大、比表面积增大、粒径分布窄、界面层和活性位点增加，均有利于电磁波的入射和吸收。 (2)在上述确定的优质包覆结构基础上进行吸波性能的进一步优化，制备了包覆比例1∶1到1∶5的FCC系列样品FCC11-FCC15，得到了吸波性能优异的FCC14。其吸波性能最佳值为在1.5mm时的吸波谷值-43dB，有效吸波带宽可高达8.3GHz(1.75mm)。分析电磁参数可知，其介电常数和磁损耗得到了很好的优化，使得阻抗匹配和衰减损耗之间互补提高。运用Cole-Cole半圆理论进行分析，发现当CNT表面包覆Fe3O4后，其弛豫过程增加，从而提升介电损耗;同时，对标准化阻抗进行计算，不同厚度下对应的Z值模均在0.96-0.98之间，接近于1，十分有利于电磁波的入射。由此总结，通过改善包覆结构，使得吸波谷值(RLmin)和有效吸波带宽分别提高了83％和230％。然后，通过改善包覆比例CNT/Fe3+，其RLmin和有效吸波带宽又进一步提高了95％和144％。 (3)利用两种多元醇法研制了Fe3O4包覆的RGO。两种包覆材料结构分别是颗粒形状不规则的密集包覆FCG和颗粒形状为球形的均匀包覆FLG。对两种样品的吸波性能进行测试，发现两者之间有明显差异:FCG的吸波谷值为-6.65dB，FLG为-14.14dB，这与上述CNTs的规律也是不同的。通过分析吸波机理得到差异原因:界面的增多使得偶极极化和界面极化数量增加，同时磁损耗中的自然共振和各向异性能量值的提高，均来源于包覆结构较均匀的FLG。随后，制备了包覆比例RGO/Fe3+为1∶1到1∶5的样品FLG11-FLG15，进一步优化了包覆材料的吸波性能。当包覆比例为1∶4时，样品FLG14在2mm时的吸波谷值达到-40.07dB，有效吸波带宽为5.5GHz。由此可见，包覆结构的设计和包覆比例的优化均是十分重要的。 (4)通过控制Fe3+的浓度和氧化还原速率制备了两种Fe3O4包覆的CNT-RGO样品FCCG和FLCG，同样分析了不同包覆结构之间的吸波差异及机理。随后，改善包覆比例得到了性能更加优异的吸波材料。包覆比例为1∶5的样品FCCG15其吸波性能最佳，在2mm时的吸波谷值为-42.9dB，有效吸波带宽为4.82GHz。然后，通过调节CNT与RGO的内部比例，得到CNT与RGO协同作用对吸波性能的影响，以及不同吸波结构之间的机理关系。此研究结果表明，同一包覆碳材料在不同的包覆结构和包覆比例下，吸波性能有明显差异;而不同的碳材料，在同样的包覆结构与包覆比例下，也会表现出千差外别的衰减特性，这与界面极化、磁性颗粒引入的磁损耗、小尺寸效应、弛豫过程和共振效应不无关系。