随着现代社会电子技术的发展，通讯、广播和电磁医疗等方面的普及应用，电磁波的应用越来越广泛，但电磁污染也日趋严重。此外，在军事领域，世界各国都期望特种飞机能对探测其方位的电磁波具有吸收功能，如美国于1950年开始把吸波材料用于隐形飞机技术中心，海湾战争FII7隐形飞机的成功使用。因此，为了减少电磁波对人体健康的威胁及对雷达、广播、卫星数字信号等传输的干扰，研究吸波材料成为当务之急^[1,2,3]。 一种优秀的吸波材料应该对人体无害、安全环保且价格低廉，可大规模使用。

吸波材料是指能吸收或者大幅减弱投射到它表面的电磁波能量，从而减少电磁波的干扰的一类材料。理想的电磁波吸收材料应当具有质量轻、厚度薄、吸收能力强和吸收频带宽等优点，且其化学组分应具有较好的稳定性，可以适用于不同环境^[5,6,7]。然而在实际的材料中尚不能找到完全满足所有条件的理想材料，故国内外学者对此展开了许多研究，其中，张晏清等以硝酸钡、硝酸铁、柠檬酸及多孔玻璃微珠制备前驱体，采用聚合物乳液与复合粉体制备了1.8mm厚的涂层，研究表明，在5-18GHz内，涂层的微波反射损失〉-8dB。在6GHz处最大，为-15dB^[10]。王文婷等采用溶胶-凝胶法制备锶铁氧体包覆碳纳米管(CNTs)的吸波材料,并考察了碳纳米管含量对包覆后样品磁性能及吸波性能的影响。而经网络分析仪测定,5%CNTs-SrFe11.5O19的吸波性能最佳,最大反射率达-19.7dB^[12]。此外，理想的吸波材料应尽可能地使入射的电磁波进入材料内部，降低反射作用，即满足传输环境与材料之间的阻抗匹配原则^[8]。何燕飞等根据电磁波传播规律,设计了具有阻抗渐变结构的三层平板吸波体。其反射率在-8dB以下((8—18)GHz)，拉伸强度10.8MPa，剥离强度75.2 N/cm，满足一定的工程应用^[9]。闫方亮等制备的Fe3O4颗粒由于加入了共聚物F127 ,产生了独特的结构,有助于电磁波在材料内部的反射和干涉损耗,使得复合材料的吸波性能有较大的提高。当Fe3O4颗粒的含量为40%时复合材料的吸波性能最好^[11]。

铁氧体吸波材料是研究较多的一类吸波材料，其吸收机理主要是畴壁共振和自然共振。由于其电阻率高，在高频时具有较高的磁导率，并且复磁导率较高值可出现在较宽的频率范围，电磁波易于快速衰减^[16]。Fe₃O₄是传统磁性铁氧体微波吸收材料，其价格低廉、制备工艺简单、吸波性能好，但该类吸波材料本身密度大，结合力较差，耐候性差，涂装后涂层内应力明显，存在涂装变形，容易开裂，使用寿命不长等缺陷^[4]。因此选用可有效缓解Fe₃O₄吸波材料密度大，质量较重的缺点的中空Fe₃O₄纳米材料。中空Fe₃O₄具有大比表面积，能够造成多重散射。此外，中空Fe₃O₄由于表面存在较多的悬挂键能增强界面极化，多重散射与界面极化的增强能增加材料对电磁波的吸收，进而改善材料的吸波性能。

还原氧化石墨烯(rGO)具有较高的比表面积和表面丰富的官能团^[13]，可如同界面活性剂一般存在界面，并降低界面间的能量。GO不仅可以提高阻抗匹配特性和促进能量从相邻态向费米能级的及时转化，而且还能引入缺陷极化松弛和残基的电子偶极松弛，这些都有利于电磁波穿透和吸收。

聚苯胺(PANI)是导电聚合物的一种，与其它导电高分子相比，PANI的结构多样，且PANI 的结构、物理化学性能是由氧化- 还原和质子化程度两者决定，具有电导率高、质轻、掺杂态环境稳定性好等优点^[14]，导电PANI较高的介电常数有利于降低吸波材料的厚度，通过不同的配比可制造出具有宽频、强吸收、可人为设计特殊频段的优良吸波材料^[15]。

2. 研究的基本内容与方案

2.1 基本内容

材料制备：可控合成Fe₃O₄作为模板，利用物理共混的方法将中空Fe₃O₄纳米颗粒分散到石墨烯中，最后通过原位聚合在石墨烯中的中空Fe₃O₄表面包覆一层聚苯胺，制备出rGO-h-Fe₃O₄@PANI三相吸波材料；

材料表征：对制备出的材料进行相关的结构与形貌表征，FTIR、XRD、SEM等表征手段监测并优化可控合成，制备其复合材料，利用同轴线法测试其电磁参数，利用CST Studio Suite软件计算表征其吸波性能。

2.2 研究目标

1、掌握rGO-h-Fe₃O₄@PANI三相吸波材料的制备方法；