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随着电磁波污染问题的加剧,电磁波吸收与屏蔽材料受到了人们的广泛关注。磁性材料的居里温度较低,在高温条件下转变成顺磁性,丧失损耗能力。碳材料在高温时易产生氧化现象,损耗能力降低。氧化铝基复合材料具有耐高温、强度高等优点。目前,将电损耗/磁损耗材料添加在陶瓷基体中制备具有优良耐高温吸波性能和力学性能复合材料的研究日益增多,本文通过真空热压烧结技术制备氧化铝基复合材料。文中首先以氧化铝为基体,片状铁硅铝(FeSiAl)为吸收剂,制备了FeSiAl/Al2O3复合材料,研究FeSiAl含量和粒径对复合材料的电磁性能影响。在此基础上,通过石墨(Flaky-Graphite,FG)、还原氧化石墨烯(reduced-Graphene-Oxide,rGO)分别与片状FeSiAl复合,制备了FeSiAl/FG/Al2O3复合材料和FeSiAl/rGO/Al2O3复合材料,研究FeSiAl与FG质量比、FeSiAl与rGO质量比和FeSiAl粒径对复合材料电磁性能的影响,以期获得吸波和屏蔽性能优良的复合材料。采用电子扫描显微镜、X射线衍射仪分析复合材料的微观结构和相组成,采用维氏硬度、密度和三点弯曲测试方法,研究复合材料的力学性能,使用矢量网络分析仪测量复合材料的S参数和电磁参数,利用Matlab软件计算复合材料的反射率和屏蔽效率。在FeSiAl/Al2O3复合材料中,FeSiAl均匀分布在Al2O3基体中,无新相生成。随着FeSiAl含量与粒径的增加,复合材料的显微硬度降低、孔隙率增加,然而其抗弯强度增加,当FeSiAl含量为15 wt.%、粒径为18-25μm时,其抗弯强度为458 MPa。此外,FeSiAl/Al2O3复合材料的复介电常数实部和虚部随FeSiAl含量和粒径的增加而增加,并且电磁屏蔽性能也表现出相同的趋势。当FeSiAl含量为15 wt.%、粒径为18-25μm时,SE值约为24-35 dB,复合材料以吸收损耗为主。复合材料的吸波性能随样品的厚度以及匹配频率的变化而变化。当FeSiAl含量为5 wt.%、粒径为25-48μm,且厚度为1.1 mm时,复合材料的吸波性能最佳,在匹配频率为11.7 GHz处,反射率最小值为-34.4 dB,其中,小于-10 dB的有效频带宽度达到1.4 GHz(11.0-12.4 GHz)。在FeSiAl/FG/Al2O3复合材料中,随着FeSiAl/FG质量比中FG含量的增加,复合材料的显微硬度降低、孔隙率增加,然而其抗弯强度先增加后减小,当FeSiAl与FG质量比为2:3时,抗弯强度为343.9 MPa。随着FeSiAl粒径增大,复合材料的孔隙率增加、显微硬度降低,然而其抗弯强度增加,当FeSiAl粒径为48-65μm时,其抗弯强度最大为326.9 MPa。复合材料的电磁屏蔽性能随FG含量和FeSiAl粒径的增加而增加。当FeSiAl和FG的质量比0:5、粒径为18-25μm时,SE值约为27.3-32.8 dB。当FeSiAl和FG的质量比4:1、粒径为18-25μm、厚度为1.3 mm时,在10.13 GHz频率处,反射率最小值为-47.63 dB,其中,小于-10 dB的有效频带宽度达到1.07 GHz(9.61-10.68 GHz)。随着FeSiAl/rGO质量比中rGO含量的增加,FeSiAl/rGO/Al2O3复合材料显微硬度降低、孔隙率增加,然而其抗弯强度增加。当FeSiAl/rGO质量比为3:2时,复合材料的最大弯曲强度值为349.89 MPa。此外,随着FeSiAl粒径增大,复合材料孔隙率降低,显微硬度增加,抗弯强度增加,当FeSiAl粒径为48-65μm时,抗弯强度最大值为359.22MPa。当FeSiAl与rGO质量比为1:4时,粒径为18-25μm时,SE值为24.6-21.9 dB。当FeSiAl与rGO质量比4:1、粒径为18-25μm、厚度为1.4 mm时,复合材料获得的吸波性能最佳。在频率为10.2 GHz处,复合材料的反射率最小值为-35.42 dB,小于-10 dB的有效频带宽度达到1.12 GHz(10.87-9.75 GHz)。