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随着电磁波在雷达、先进探测器和精密武器中的应用越来越多,电磁波的污染也越来越严重。因此,迫切需要研究电磁波吸收材料。电磁波吸收材料是一种能有效吸收带内电磁波并将电磁波能量转换为热或其它形式能量的功能材料。理想的吸波材料是高吸收、宽频带、低密度、薄厚度、环境稳定性好的吸波材料。然而,传统的铁氧体吸波材料由于其密度高、吸收带窄、吸收能力弱等缺点,很难满足上述要求。石墨烯独特的二维结构使其具有较大的比表面积,促进了电磁波的散射和多次反射,提高了电磁波的吸收能力。大量的研究证实,单损耗型或单组分吸收剂很难保证在2-18GHz范围内的高吸收。多损耗匹配和多组分吸收是解决这一问题的有效途径。本论文将石墨烯和改性石墨烯与其他类型吸波材料进行复合构筑了石墨烯基三维结构复合材料,并研究了其吸波性能。主要研究内容如下:1、以纯BiFeO3颗粒为前驱体,采用一步刻蚀法制备了多孔BiFeO3微球和三维多孔BiFeO3微球/还原氧化石墨烯(RGO)复合材料(3D多孔BiFeO3/RGO)。经电磁波吸收性能测试表明,相比于单一组分的多孔BiFeO3微球,多孔BiFeO3/RGO复合材料表现出更加优异的电磁波吸收性能。在14.5 GHz下,多孔BiFeO3/RGO的最大反射损耗(RLmax)可达-46.7dB,吸收剂厚度仅为1.8mm,对应的有效吸收带宽(RL≤-10 dB)为4.7GHz(12.0-16.7 GHz)。与纯多孔BiFeO3微球相比,制备的多孔BiFeO3/RGO复合材料的电磁波吸收性能的提高归因于界面极化、多次反射、散射和适当的阻抗匹配。2、采用水热法和原位聚合法合成了以共价键连接的聚苯胺(PANI)/石墨烯气凝胶(GA)复合材料。通过各种表征手段,研究了 PANI与GA之间的化学键合和微观形貌。结合阻抗匹配、协同作用、PANI和GA的分级结构,与GA相比,PANI/GA明显地改善了微波吸收性能。PANI/GA在11.2 GHz下的反射损耗为-42.3 dB,匹配厚度为3 mm,相应的吸收带宽(RL≤10 dB)为 3.2 GHz(8.7-11.9 GHz)。3、通过简单的水热法成功地将空心ZnSnO3纳米晶体生长在氮掺杂石墨烯纳米片上(ZnSnO3-NRGO)。与ZnSnO3相比,ZnSnO3-NRGO作为一种协同电磁波吸收剂,具有显著的吸波性能。ZnSnO3-NRGO的最大反射损失(仅10 wt%的低填料负载率)在17.6 GHz处达到-40.8 dB,吸收剂厚度仅为2 mm,有效吸收带宽(RL≤-10 dB)为3.2 GHz。在3 mm的厚度下,ZnSnO3-NRGO的RLmax在13.7 GHz下可达到-33.2 dB,具有高效的吸收带宽(RL≤-10 dB)为6.4 GHz(11.4-18 GHz)。合理的阻抗匹配、较高的衰减能力、适当的协同效应和多重界面极化增强了吸收性能。4、通过简单的水热-煅烧两步法在磁修饰石墨烯片层上生长ZnO纳米粒子,成功地设计了 NiFe2O4/N-GN/ZnO三维复合材料。用各种表证方法研究了所得样品的微观结构、组成和电磁参数。结果表明,与NiFe2O4/N-GN复合材料相比,NiFe2O4/N-GN/ZnO复合材料具有更强的电磁波吸收性能。低填料负载为20 wt%时,在13.5 GHz时最强的反射损耗高达-70.7 dB,并且在2.7 mm厚度下的吸收剂的有效吸收带宽(RL≤-10 dB)达到3.5 GHz(11.7-15.2 GHz)。