随着信息工程的迅猛发展,开发吸收频带宽、厚度薄、吸收能力强、质量轻的电磁吸收材料已经引起世界各国的关注。纳米材料,特别是磁性纳米金属材料,由于具有独特的光、电、磁等物理学性能,成为材料领域的研究重点。然而,一方面,磁性纳米金属由于本征磁性和大比表面积,容易引起团聚,从而难以实现其与电磁波的充分交互作用,体现不出很好的吸波性能;另一方面,单一的磁性金属材料环境稳定性差,且对电磁波的耗散能力有限,很难满足高性能电磁波吸收材料的要求。这些都大大限制了磁性纳米金属材料在吸波等领域的应用研究。鉴于此,本论文拟采用原位复合的方法,选择具有不同电磁波损耗机制的材料作为分散介质,在控制纳米磁性金属颗粒尺寸大小、保证良好分散及其稳定性的同时,赋予材料更多的电磁耗散机制,提高复合材料的吸波性能。通过系统研究材料组成、制备条件等因素对复合材料的结构、性能的影响,实现对材料性能的调控,制备具有理想性能的电磁吸波材料。具体研究内容和结果如下:1.以六水硝酸镍为镍源,蔗糖为碳源,将二者按照一定比例混合均匀,得到前驱体。然后,在氢氩混合气氛中,将前驱体高温碳化还原,一步得到Ni-C复合纳米材料。结果表明,复合纳米材料中,镍纳米颗粒均匀的分布在碳基体中,且随着镍比例的升高,镍纳米颗粒的尺寸增加。这是因为蔗糖在高温碳化过程中所形成的碳对Ni纳米颗粒的生长和团聚起到了很好的抑制和隔离作用。通过对产物的磁性和电磁性能研究,结果表明:前驱体比例对Ni的尺寸及复合材料的磁性和电磁性能具有很大的影响,通过优化前驱体比例,可以得到电磁吸波性能很好的碳镍复合材料。例如,样品N5,当吸波层厚度为4mm时,在4.16GHz处是最大反射损耗可达-39.98d B,反射损耗在2.28-6.56GH,8.32-10.88GHz范围内均小于-10d B,表明是一种它是一种理想的电磁吸波材料。2.鉴于碳和镍材料都具有较好的导电性能,不利于实现复合材料与空间的阻抗匹配特性,在上述工作基础上,通过在碳镍体系中引入透波材料Si O2,研究Si O2对复合材料磁性和电磁性能影响。作为一种绝缘的透波材料,Si O2的引入增加电磁波在复合材料内部的通过路径,有利于电磁波的进入复合材料内部,因此有利于保障吸波剂与电磁波之间充分的交互作用。研究结果表明,适当比例Si O2的加入可以起到进一步提高纳米镍颗粒的分散,调控Ni纳米颗粒尺寸的作用,但过量Si O2的引入会降低复合材料中有效吸波剂的比例而影响复合材料整体的吸波性能。在Si O2的含量为0.3ml的条件下(S-0.3),当复合材料吸波层厚度为5mm时,在14.16GH处最大RL值可达-32.3d B,显示其对入射电磁波的吸收可达99%以上,说明得到的复合材料具有优异的吸波性能。3.通过液相还原法制备Ni/Si O2复合物,将其作为前驱体于流动的NH3气氛中,利用氮化镍的热分解性能,通过调节氮化温度和氮化时间得到了一系列不同氮化程度的Ni3N/Si O2复合纳米材料以及不同比例的Ni-Ni3N/Si O2纳米复合材料,并对其进行了磁性和电磁性能的研究。结果表明,纯相Ni3N是一种典型的介电损耗材料,不具有静态铁磁性和动态磁损耗。此外,Ni3N的动态介电性能与其氮化程度具有很大关系,随着氮化程度完全,其介电性能也依次增强。考虑到Ni3N的热分解性,在一定温度下,将氮化镍进行部分分解,制备得到系列Ni-Ni3N/Si O2复合材料,结果表明,通过适当的优化,制备得到的Ni-Ni3N/Si O2复合材料表现出优于Ni/Si O2和Ni3N/Si O2的电磁性能。