具有中空层状结构和奇特电磁性能的碳纳米管材料的合成,为高性能微波屏蔽与吸收材料的研制开辟了新的领域。碳纳米管微波吸收复合材料,特别是碳纳米管氢等离子体吸波材料已成为当今材料物理研究领域的热点之一。本文系统探讨了碳纳米管磁化均匀氢等离子体的微波介电和衰减吸收性能,深入研究了碳纳米管磁化非均匀氢等离子体的微波吸收性能。本文研究目的是为碳纳米管磁化氢等离子体在民用微波防辐及军事隐身方面的应用提供理论指导。碳纳米管的分子结构、孔隙结构和比表面积、材料吸波机理、吸波材料的发展方向、碳纳米管的吸附储氢机理和吸附储氢性能进行了系统论述。根据磁离子理论和W.K.B半经典近似法,推导了外加静磁场方向和微波传播方向之间的夹角θ为任一值时,碳纳米管薄膜磁化均匀氢等离子体的复电容率和微波衰减系数公式。数值模拟结果表明:在低频微波段,复电容率的实部和虚部均随θ的增加而增大,但是虚部变化更快;增大外磁场的磁感应强度能增加材料对微波特别是4~5GHz附近低频段微波的介电吸收;当入射微波频率ν小于4.18 GHz时,对于每一个频率的入射波,在θ等于π/2的两侧,均有两个对称吸收峰出现;随着入射波频率的增加,吸收峰向θ等于π/2的点靠近;存在一个约等于4.18 GHz的拐点频率,在该频率以下,衰减吸收随ν的增大而增加,超过其拐点频率时,衰减吸收系数随ν的增加而急剧减小;若ν大于4.28 GHz,则没有吸收峰出现。根据耗散介质中电磁波传播理论,推导了碳纳米管磁化非均匀氢等离子体的微波吸收系数。理论研究表明:自由电子数密度的变化对微波吸收有很大的影响。当外磁场与入射微波方向间的夹角为0时,材料的微波吸收系数随等离子体自由电子密度的增加均近似线性增大。若外磁场与入射微波传播方向不平行,则存在一突变点,随自由电子密度稍微增加,微波吸收系数发生阶跃式突变;当入射微波的频率增大时,突变点所对应的自由电子密度增加,其微波吸收系数的突变增量也随之增加。