电磁波吸收复合材料在军事隐身、民用防护等领域有着重要的应用。目前,科技的进步和信息化水平的不断提升对复合材料的吸波性能提出了更高的要求。传统吸波复合材料由于自身结构的局限,性能提升越来越困难,限制了它的发展与应用。近年来,电磁波吸收研究领域中出现了“超材料”的概念,给吸波材料的研究带来了一个全新的思路。然而,二维超材料虽然具有厚度薄、吸收强的优点,但其工作带宽较窄且工作频段大多在THz,对于逐渐向GHz乃至更低工作频段发展的雷达侦测技术显得力不从心,此外,不同入射角度下很难维持有效吸收带宽的缺点同样限制了二维超材料在各种工作环境下的应用。针对上述传统吸波材料和超材料存在的局限,本文基于性能稳定且能够批量合成的Fe3O4@rGO吸波功能粒子,使其与低成本且应用广泛的环氧树脂E-51共混,制备得到Fe3O4@rGO/EP吸波复合材料,同时充分利用超材料较强的可设计性,借助CST微波工作室进行仿真实验,将超材料设计为内嵌金属芯的三维阶梯形结构,并通过机械加工的方式将其实物化。具体内容和主要结果如下:（1）通过共沉淀法在GO表面负载Fe3O4纳米粒子,研究了反应温度、反应时间、pH调节时间三个工艺参数以及沉淀剂种类对制备的Fe3O4@GO纳米粒子磁性能的影响,并且通过对GO进行还原,制备得到Fe3O4@rGO功能粒子,对该粒子的吸波性能进行研究并分析了其吸波机理。研究结果表明:所合成的Fe3O4@GO粒子由纯净度较高的立方尖晶石结构的Fe3O4和二维片状的GO组成;Fe3O4为球状,平均粒径为19.7nm,附着在二维片状的GO表面:由于Fe3O4与GO之间存在结合力,因而Fe3O4可以稳定负载于GO片层上,具有很好的结构稳定性。制备的Fe3O4@rGO具有良好的超顺磁性,当以NaOH作为沉淀剂时,制备的Fe3O4@GO的饱和磁化强度为59.91emu/g;当以NH3·H2O作为沉淀剂时,制备的Fe2O4@GO粒子饱和磁化强度为68.82emu/g。由于存在着多个Dcbye 弛豫引起的介电损耗、导电损耗,与由涡流损耗、自然共振、交换共振构成的磁损耗共同作用,制备的Fe3O4@GO功能粒子具有3.97GHz的有效吸收带宽,最强吸收达到了-40.22dB。（2）在得到的Fe3O4@rGO制备工艺的基础上,进行放大实验制备了该吸波功能粒子并使其为吸波剂,采用分层固化工艺解决了粒子的沉降问题并选择合适的填充量制备了Fe3O4@rGO/EP吸波复材。利用CST微波工作室进行仿真实验,设计了内嵌金属芯吸波超材料,优化结构参数并研究其相关吸波性能和规律,提出相应机理解释,最后进行了实测实验,难证仿真结果的有效性。研究结果表明:①分层固化工艺减弱粒子在整个吸波复材中的沉降,使得粒子分布更加均匀,厚度方向电磁参数基本相同,不仅方便了电磁参数的提取,更有利于确保仿真以及实测实验的准确性与可靠性。②所设计的内嵌金属芯超材料在不同频率范围内具有包括单元耦合、λ/4谐振、边角散射、电磁谐振在内的多种吸收机理,因此具有11.2GHz的实测有效吸收带宽。③在更小尺寸的单元中内嵌金属芯间隔较小,相邻单元金属芯之间发生的耦合效应更强,等效为电容器集中更多的电磁能量,使得所设计的超材料在更宽的频率范围内实现阻抗匹配,因此对带宽的提升比例较大,最大提升了66.5%的有效吸收带宽。④由于立体金属芯处于TM极化下不同角度的电磁场中时,在其底部及侧面都可产生电谐振,促进了阶梯形超材料中电场的稳定,因而将临界角度提升了20°,赋予其一定的入射角度稳定性。⑤实物样品测试得到的RL曲线与仿真结果对比,显示出了良好的吻合效果,验证了仿真实验的有效性及机理解释的正确性。由于结合了传统吸波复合材料的特点与超材料的优势,本文基于Fe3O4@rGO粒子所设计制备的三维超材料具有GHz频段较宽的有效吸收带宽和入射角度稳定性,使其在电磁波吸收领域具有更广泛的应用价值。