现代社会中,各种各样的电子设备和电子产品在给我们生活带来方便的同时,所产生的电磁干扰和电磁辐射也给我们的身体以及周围的环境造成了许多有害的影响。如何减小这些电子设备和产品在使用时对我们产生的危害成为了科学研究的热点问题。当前,应对电磁干扰和电磁辐射的方法主要有两种:电磁屏蔽和电磁吸收。前者虽然操作简单,但是无法从根源上消除电磁波,而且电磁波在屏蔽材料表面发生反射后,反射波还会与入射波叠加,给环境造成二次污染,这使得该方法的应用受到了极大地限制。后者是通过制备吸波材料将电磁波转化成热能或者其他形式的能量来吸收损耗电磁波,能够从根源上解决电磁干扰和电磁辐射给我们带来的伤害。水泥是最为常见的建筑材料,已有许多科学家尝试采用水泥作为基底材料来制备吸波材料。但是由于水泥材料的结构致密,电磁波会在表面产生大量反射使水泥基吸波材料的吸波性能降低。这就需要往水泥基材料里面引入大量气泡或者添加多孔材料,来改善其表面的透波性能,但是这会导致水泥基吸波材料的强度出现大幅度降低,从而极大地限制了在实际工程中的应用。同时,水泥在生产过程中还会产生大量对环境有害的废气、废水。碱激发材料是一种新型环保建筑材料,一般由矿渣,粉煤灰,碱激发剂制得。与水泥相比,碱激发材料力学性能好,强度高,特别是早期强度高。采用碱激发材料取代水泥作为基底可有利于添加透波骨料后吸波复合材料的成型与脱模,同时减少了高能耗水泥的使用,所研发的吸波材料更绿色,更环保。膨胀珍珠岩是一种内部为蜂窝状结构的无机材料,其介电常数较低,是一种透波骨料,而且与水泥等胶凝材料的相容性较好,本文选用了膨胀珍珠岩来改善碱激发胶凝材料的透波性能。金属铜粉和镍粉都能对电磁波产生介电损耗,在铜表面包裹一层镍后制得的镍包铜粉不仅化学性质稳定,而且还有不错的电磁波吸收性能,本文中选用了镍包铜粉作为吸波剂,改善胶凝复合材料的吸波性能。综上所述,本文首先选择将镍包铜粉添加到普通硅酸盐水泥中,研究了镍包铜粉掺量对普通硅酸盐水泥基吸波材料的强度、介电常数、磁导率、屏蔽效能以及吸波性能的影响,分析得到了镍包铜粉在胶凝材料中的最优配合比。其次,选择膨胀珍珠岩添加到碱激发材料中来改善碱激发复合材料的阻抗匹配,分别研究了膨胀珍珠岩的粒径和掺量对碱激发基吸波材料的介电常数、磁导率、透波性能和吸波性能的影响,确定了膨胀珍珠岩在碱激发基吸波材料中的最优配比。最后,在上述研究的基础上,向碱激发基底材料中复合添加膨胀珍珠岩与镍包铜粉;研究在两者复合作用下,碱激发基复合材料的吸波性能,最终获得了复合添加镍包铜粉和膨胀珍珠岩的碱激发基吸波材料的最优配合比。本文的主要研究结论如下:(1)镍包铜粉会使复合材料的28天抗压强度变低,介电常数实部和虚部增大。在0～3GHz的频段内,复合材料对电磁波的介电损耗能力随镍包铜粉掺量的增加逐渐变强,当镍包铜粉的掺量最大(20%)时,复合材料的介电常数虚部最大值达到了5.3。同时镍包铜粉可以提升水泥基材料的吸波性能。在2～4GHz和26.5～40.0GHz的频段内,随着镍包铜粉掺量的增加,复合材料的最小反射率会随之降低,材料的吸波性能随之增强。其中,当镍包铜粉的掺量最大为20%时,水泥基复合材料的吸波性能最好,其最小反射率在10GHz频率处,达到了-33.5d B。(2)相同粒径的膨胀珍珠岩掺量越大,碱激发复合材料的28天抗压强度和介电常数实部就越小。当膨胀珍珠岩的粒径较小(小于6mm)时,复合材料的介电常数虚部会随着膨胀珍珠岩掺量的增加而变大,而当膨胀珍珠岩的粒径继续增大(6～8mm)时,复合材料的介电常数虚部反而会减小。同时,相同掺量下的膨胀珍珠岩粒径越大,复合材料的介电常数实部就越小。膨胀珍珠岩可以降低碱激发材料的有效介电常数,改善材料的阻抗匹配特性,提高其电磁波透射性能,当膨胀珍珠岩的粒径在一定范围内时,随着膨胀珍珠岩体积掺量的增加,材料的透波性能逐渐增强。(3)在先用膨胀珍珠岩对碱激发材料的阻抗匹配特性进行改善的前提下,继续向碱激发材料中添加镍包铜粉时,复合材料的吸波性能有明显地提升。在测试频率较低(1～4GHz)时,随着镍包铜粉掺量的增加,复合材料的吸波性能逐渐增强。其中当镍包铜粉的掺量分别为10%、15%和20%时,复合材料在2～4GHz频段内的反射率全部小于-10d B,有效吸收带宽达是空白试样的6.25倍,达2GHz。当测试的频率较高(18～40GHz)时,添加镍包铜粉后复合材料吸波性能的提升效果比在低频段(0～4GHz)内更好,而且复合材料的吸波性能也是随着镍包铜粉掺量的增大而增强。其中在18.0～26.5GHz和26.5～40.0GHz的频段内,所有添加了镍包铜粉试样的反射率全部小于-10d B,都属于有效吸收。当镍包铜粉掺量最大为20%时,复合材料的最小反射率在26.45GHz处达到了-22.99d B。