随着无线通信技术的快速发展,轻量化、高强度、高屏蔽效能的电磁干扰屏蔽材料成为了下一代便携式和可穿戴电子产品的理想选择。为了充分利用石墨烯作为高级功能材料的潜力,石墨烯纳米片需要在基体材料中进行合理组装,进而将微米尺寸的石墨烯功能基元的独特性能在宏观尺寸上展现出来。虽然在氧化石墨烯纳米片上附着铁磁性粒子实现了对氧化石墨烯的磁场排列,但仅依靠石墨烯本征抗磁性的磁场排列仍然是一个巨大挑战,尤其在聚合物基体材料中。因此,提出一种低成本、设计灵活的制备方法,对电磁材料的开发和性能优化具有重要意义。本论文,首先通过普通钕铁硼磁铁产生的磁场诱导石墨烯纳米片在悬浮液和复合薄膜中取向排列,研究了在不同磁场方式下石墨烯悬浮液展现出的光学各向异性和石墨烯复合薄膜的结构特征。结果表明,石墨烯悬浮液的光学各向异性和石墨烯排列取向与外磁场密切相关。例如,水平旋转磁场下石墨烯的排列有序度高达0.82,相比无磁场和水平静态磁场分别提升了7倍和2倍。证明了依靠石墨烯的本征抗磁性也能实现对石墨烯取向的控制,并且排列效果在薄膜中得到很好的保留。为了揭示石墨烯种类和排列取向对复合薄膜综合性能的影响,首先分析了少层与多层石墨烯的本征结构与性能,然后对比了少层和多层石墨烯纳米片与基材复合后的性能差异,最后研究了排列取向对复合薄膜综合性能的影响。结果发现,电化学剥离得到的少层石墨烯,其本征性能和复合后的性能都优于氧化还原法得到的多层石墨烯。在四种排列方式中,竖直取向的石墨烯复合薄膜其力学性能、电学性能和电磁屏蔽性能都是最差,水平排列的石墨烯复合薄膜力学性能和电磁屏蔽性能都是最优。例如,竖直静态磁场、无磁场和水平旋转磁场的电磁屏蔽性能分别为24 d B,29 d B和35 d B。说明平行结构有利于提高复合材料的电磁吸收性能。为了进一步提升复合材料的电磁屏蔽性能,基于水平旋转磁场,研究了聚偏氟乙烯组分、石墨烯负载量和薄膜厚度对电磁屏蔽性能的影响。结果发现,聚偏氟乙烯组分从0增加到1:3,薄膜的电磁吸收性能从27 d B增大到47.8 d B;石墨烯填料的负载量从10 wt%增加到30 wt%,其电磁屏蔽性能从31.4 d B提升到65 d B,相对提高了107%;薄膜厚度从1 mm增加到3 mm,其电磁屏蔽性能从27 d B增大到了95 d B,相对提高了252%。说明聚偏氟乙烯组分、薄膜厚度和石墨烯负载量都能大幅提升电磁吸收性能。