随着现代电子技术的快速发展,电磁波吸收材料被广泛运用于军事武器方面和人们日常生活中,如:隐身飞机、隐身舰艇、电脑、电视、音响等等。电磁能急速扩大的应用范围给人们的生活环境带来了严重的电磁污染,也给人类的身体健康带来了一定的威胁。单一功能的吸波材料己不能满足社会快速发展的需求,而强吸收、宽频、轻薄和耐高温等特性的新型纳米复合材料迅速发展起来。此外,各国科学家也在致力于设计和制备出各种结构和形貌的纳米复合材料,以应对严重的电磁污染。其中,空心结构的纳米复合材料在众多复合材料中脱颖而出,因其空腔的存在使得入射到空心结构的电磁波在其空腔内部中不断发生反射和折射,因而大大增强了入射电磁波的捕获量,使复合材料的电磁波吸收性能得到进一步提高。作为一种新颖的纳米吸波材料,纳米碳化硅具有许多独特的性能,如量子尺寸效应和界面效应,而且还具有耐高温、硬度大、电阻率高、能有效衰减红外和电磁波信号等诸多优点,是一种十分有广阔应用前景的电磁波吸收材料。铁氧体不仅拥有亚铁磁性和良好的介电性能,同时还能对入射电磁波产生磁滞损耗和介电损耗,因此在电磁波吸收和屏蔽方面被广泛应用,是当前研究最为深入的磁性吸波材料,然而锌铁氧体应用于电磁波吸收方面却并不多见。另一方面,碳材料由于具有较高的介电损耗角正切和易于修饰等特点,当与其它吸波材料复合时,依靠介质的电子极化和界面极化来衰减吸收电磁波,被认为是一种非常理想的吸波材料添加剂。基于该选题,本论文的研究内容如下:(1)以纳米SiO2微球为模板,通过水热法在二氧化硅外表面包覆碳层,得到SiOO@C复合物微球(S-i,i=1、2、3、4),通过改变SiO2微球的大小和碳层的厚度来调控其吸波性能。结果发现,S-2样品的电磁波吸收性能最好,当涂层厚度为4.9 mm时,在4.25 GHz处,其最小反射损耗达-37.7 dB。吸波机理研究表明,碳层的导电损耗、界面损耗以及硅层和碳层之间的界面极化,使其吸波性能明显优于其它复合物。(2)将(1)中得到的纳米SiO2@C复合物在Ar保护下高温处理,使SiO2和C反应生成SiC,刻蚀即可得到空心的SiC@C(SC-i,i=1、2、3、4)。通过改变空腔尺寸的大小来调控复合物的吸波性能。综合考虑吸波材料的最小反射损耗、有效吸收频宽以及材料的涂层厚度,厚度为1.5 mm时,SC-2样品在16.4 GHz处最小反射损耗达-39.2 dB,有效带宽(≤-10 dB)高达6.0 GHz(12～18 GHz)。复合物优异的电磁波吸收性能主要归结于碳化硅的介电损耗、碳黑的导电损耗和两者之间的界面极化,并且空心的结构也有利于提高其吸波性能。(3)通过层层包覆的方法设计制备出层级结构ZnFe2O4@SiO2@C复合物微球,选择性刻蚀掉SiO2后即可得到蛋黄-蛋壳结构的ZnFe2O4@C复合物(YS-ZF@C-i,i=1、2、3),通过改变TEOS的加入量,就可轻易调节SiO2厚度和复合物的空腔尺寸。其中,空腔尺寸约为60nm的YS-ZF@C-2样品具有最小反射损耗,其在16.2 GHz处的反射损耗达-37.1 dB,有效吸波带宽(≤-10dB)约为4 GHz。