随着科技进步,在军事和民用领域,对于电磁波吸收的需求都日益增加,特别是在微波电磁兼容和电磁干扰方向,复合吸波材料成为主要研究方向。在各种复合方式中,多层吸波材料因为具有材料可更换、厚度可调节、吸波效果好等优势而得到广泛的关注。然而,该类材料在工艺制造、吸波性能优化等方面仍有很大的研究空间。基于此,本文以聚氨酯作为复合材料的基体,碳纳米纤维、炭黑、铁硅铝合金粉末作为吸收体,通过重力沉降法得到具有多种吸波机制的梯度吸波材料,达到了宽带吸波的效果。主要工作分为以下几个方面:（1）研究了碳系材料和铁硅铝合金粉末在乳液中自然沉降的可行性,根据Stokes公式、菲克定律、ELOV理论等探究粒子在流体中的运动规律,通过理论计算对粒子在流体中的自然沉降分层现象进行了预测,并通过实验进行了验证。（2）通过不断改进工艺,制备出自然沉降形成的多层聚氨酯平板结构。对其进行了SEM图像扫描、EDS能谱分析、XRD图像形貌分析,充分论证形成了所需要的分层梯度结构。（3）使用石蜡作为基体和炭黑、碳纳米纤维、铁硅铝粉末进行混合,得到三种吸收体电磁参数变化规律,并对组分含量、厚度变化对吸波性能的影响进行了预测。通过实验研究验证了自然沉降法制备的多层梯度结构在微波波段的吸波性能变化规律。实验研究结果表明,在炭黑、碳纳米纤维、铁硅铝三种吸收剂样品的质量分数分别为3%,1.5%,3%、厚度为2mm的样品在高频具有良好的吸波效果,在12.5GHz最小吸收峰值达到-34d B,反射损耗小于-10d B的带宽达到8.2GHz。此外,通过对比手动层叠法制得的结构和自然沉降法制备结构的反射率对比,充分说明自然沉降法相对于手动层叠具有优越性。（4）通过数值仿真,对自然沉降后的结构进行了图形化仿真,研究了离散型棋盘结构和尖锥结构的进一步优化结果。研究表明,棋盘格结构和尖锥结构可以对制备的多层结构的吸波性能进行进一步增强,但需要考虑具体参数如切割深度、切割角度等参数对整体结构的影响。