随着通讯设备的普及,电磁干扰问题越来越受到重视。因传统的金属电磁屏蔽材料存在易腐蚀和比重量高的缺点,因此,研究者竞相开发新的电磁屏蔽材料。其中,炭泡沫具有质轻、导电率高和孔结构可调控的特点,其电磁屏蔽性能研究受到普遍关注。然而,目前报道的多为石墨烯泡沫和少数几篇沥青基炭泡沫的电磁屏蔽性能,而煤基炭泡沫的电磁屏蔽性能至今尚未见报道。因此,研究了煤基炭泡沫及其改性后炭泡沫的电磁屏蔽效能,这为推动煤基炭泡沫的应用提供了数据支撑。本文以红山一矿煤的镜质组富集物为主要原料,分别以纳米Fe₃O₄、导电石墨和PAN基短切炭纤维为添加物,采用高压渗氮法制备煤基炭泡沫。分别研究炭泡沫的孔胞结构及三种添加物的添加量对煤基炭泡沫电磁屏蔽效能的影响。采用SEM观察炭泡沫的孔胞形貌,利用软件Nano measurer 1.2统计SEM照片中孔胞直径及数量,进而得到孔胞结构,包括平均孔径、孔径分布、以及孔胞密度。分别利用MS8050型多功能万用表和N5234A型安捷伦矢量网络分析仪检测炭泡沫的电导率和电磁屏蔽效能。主要研究结果如下:（1）随着发泡压力的提高,煤基炭泡沫的孔胞密度逐渐增大、孔径分布逐渐变窄,同时平均孔径逐渐减小。同时,电磁屏蔽效能随发泡压力的提高而增大。当发泡压力为8MPa时,炭泡沫的孔胞密度最大（1.48×1010cell/cm³）、平均孔径最小（88.95μm）、孔径分布最窄,炭泡沫的电磁屏蔽效能达到19d B。其中炭泡沫的电磁吸收损耗占总屏蔽效能的87.06%。该结果表明,煤基炭泡沫是一种具有高吸收损耗特性的电磁屏蔽材料。（2）随着纳米Fe₃O₄添加量的提高,煤基炭泡沫的孔胞密度先增大后减小,平均孔径先减小后增大,同时炭泡沫的电磁屏蔽性能也逐渐增大。当纳米Fe₃O₄添加量为2wt%时,炭泡沫的平均孔径最小（101.56μm）、孔径分布最为集中,此时孔胞密度为8.77×10⁹cell/cm³。当纳米Fe₃O₄添加量为10wt%时,炭泡沫的电磁屏蔽效能达到最大值（25.7d B）。此时,吸收损耗占总电磁屏蔽效能的81.04%。（3）随着导电石墨添加量的提高,炭泡沫的孔胞密度先增大后减小,而煤基炭泡沫的电磁屏蔽效能逐渐增大。当导电石墨添加量为1wt%时,孔径分布最为集中,平均孔胞直径最小（121.68μm）,此时孔胞密度为8.13×10⁹cell/cm³。当导电石墨添加量为9wt%时,电磁屏蔽效能取得最大值（26.5d B）,吸收损耗占总电磁屏蔽效能的86.86%。（4）随着碳纤维添加量逐渐增加,煤基炭泡沫孔胞密度先增大后减小,平均孔径先减小后增大,炭泡沫的电磁屏蔽效能也逐渐增大。当PAN基碳纤维添加量为1.5wt%时,炭泡沫的平均孔径最小（100.22μm）、孔径分布最集中,此时孔胞密度为9.77×10⁹cell/cm³。当碳纤维添加量为2.5wt%时,电磁屏蔽效能取得最大值（30.5d B）,吸收损耗占总电磁屏蔽效能的96.62%。（5）相对而言,PAN基碳纤改性炭泡沫的电磁屏蔽效能高于纳米Fe₃O₄和导电石墨改性炭泡沫的电磁屏蔽效能,其原因是碳纤维更容易形成导电网络。与炭泡沫初生体相比,经过炭化后（即得到炭泡沫）,炭泡沫的总电磁屏蔽效能均得到显著提高。