新型吸波材料具有质量轻、吸收能力强、吸收范围广、耐腐蚀和良好的热稳定性等特点,是国际上防止电磁辐射污染、提高军事目标的生存能力和突防能力领域研究的热点材料。单一类型的吸波机制很难满足现代吸波要求,吸波材料设计正朝着复合化、宽频化、轻量化等方向发展。通过结构调控实现多种损耗协同效应和良好的阻抗匹配是设计高强宽频吸波复合材料的关键。金属磁性材料具有饱和磁化强度高和磁导率大等优点,主要依靠磁损耗衰减电磁波,但密度大、高温稳定性差和耐腐蚀性差；减小粒子尺寸、调控复杂结构以及与其他物质复合,可以减少涡流损耗和增大阻抗匹配,提高其吸波性能。石墨烯具有比表面积大、质量轻、热稳定性和化学稳定性强等优点,是一种极具发展前景的介电损耗型吸波材料。本文以Co(Ni, CoxNiy)/石墨烯吸波材料为研究对象,通过组分设计、结构调控和吸波机理探究,研究了该材料在1-18GHz频段的吸波性能,探索了“结构功能一体化”轻质高效吸波材料的原位制备技术,实现了零维(一维、二维、三维)/二维复合材料结构调控,提高了材料的吸波性能(最佳电磁波损耗达-53.51 dB,最宽有效吸波带宽达5.24GHz)。论文利用改进的Hummers法制备氧化石墨,超声剥离得到氧化石墨烯,随后用水合肼还原得到石墨烯(rGO)。制备的氧化还原石墨烯具有大量微观缺陷作为极化中心,残留官能团含氧原子以及表面悬挂化学键促进电子运动导致电偶极矩,在交变电磁场中易产生极化弛豫促进电磁波衰减,损耗以介电损耗为主；相对石墨、氧化石墨等其它碳材料,石墨烯的复磁导率和复介电常数较为接近,有相对较好的阻抗匹配性,具有较好的吸波性能。其最佳吸收在14.26 GHz处达-17.39 dB,有效吸波宽度为5.9GHz(12.1-18.0GHz)。论文利用水热还原法在氧化石墨烯表面同步还原负载Ni、Co和CoxNiy等磁性微纳米粒子,原位合成出Co(Ni, CoxNiy)/rGO的复合材料,保证两相同步附着。通过组份设计和尺寸控制改善吸波性能,研究吸波性能变化及相关机理。当Co: Ni:rGO=9:3:2(质量比)时,制备的复合材料Co3Ni1/rGO具有较好的吸波性能,在吸波厚度为3.0 mm、吸波频率为9.54 GHz时,吸波损耗值为-42.64dB,有效吸波宽度为8.28-13.14 GHz。分析吸波机理：(1)由于金属粒子分散负载在石墨烯表面上,产生大量的界面,在电磁场作用下引发界面极化效应产生界面介电极化弛豫；(2)聚集在还原氧化石墨烯表而和层之间的金属粒子,可以形成导电通道,引起电导损耗；(3)Co3Ni1/rGO复合材料具有较大的缺陷和部分残余的含氧官能团,在外界电场的作用下形成多种极化的中心,促进电磁波的衰减；(4)介电损耗、磁损耗和电导损耗等多种损耗机制协同效应强化了材料对电磁波的吸收作用。通过加入引导剂、改变反应时间等方法调整合成条件,分别在石墨烯上定向生长一维链状、二维片状和三维花状的Co3Ni1,实现了Co3Ni1/rGO微观结构调控。分析各种形貌的生长过程和吸波机理,研究材料微观结构对吸波性能的影响规律。二维硬币片状Co3Ni1/rGO吸波性能最佳,在9.36 GHz,吸波层厚度为3.6 mm时,最小吸波损耗值为-53.51 dB,有效吸波宽度为7.75-11.88GHz。片状结构使电磁波在有限空间内发生多重反射和散射引起电磁波能量的耗散,同时磁性片状合金之间的涡流损耗引起电磁波耗散,另外片状各向异性的增加使得体系的自然共振频率逐渐提高,进而提高磁性合金的Snoek极限。论文系统研究材料微观结构与电磁波的作用机理,分析界面尺寸效应和界面极化行为,分析粒子形貌对电磁波损耗特性和阻抗匹配特性的影响作用；构建吸波机理模型,实现磁场、电场等多物理场直接耦合分析,模拟特定微观结构的磁性金属/石墨烯复合材料在电磁波的作用下的界面极化行为,揭示了通过调控结构实现磁效应、界面效应、电导效应和介电效应协同作用吸波机理。本文提供一种“结构-功能一体化”复合材料的结构调控手段,制备一种轻质高强宽频高性能吸波材料,为多相复合材料跨尺度界面效应研究提供新思路,为多种效应协同吸波机理研究提供理论依据,为实现吸波材料“宽、强、轻、薄”的发展目标提供有效途径,在军事和民用电子行业具有一定的战略意义。