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现代电磁环境的恶化和军事航空等领域的技术要求,传统吸波材料因其稳定性、吸波性能等具有局限性,难以满足在高温极寒等极端环境下的使用性能。因此,新型吸波材料的研究有望弥补传统吸波材料的不足,为吸波材料提供更多的材料选择及研究思路。氮化硼(BN)具有耐高温、耐腐蚀、高导热等优点,是性能优良的透波材料,将其与传统吸波剂复合,有望提高吸波材料的环境稳定性及阻抗匹配。此外,原位复合方法有望提高纳米吸波材料的分散性并赋予材料更多的界面极化位点,提升吸波材料的综合性能。研究表明,通过异质元素掺杂,微观缺陷的引入可实现氮化硼电学、磁学性能的转变。但迄今为止,基于BN电磁损耗性能的研究尚属空白。基于上述考虑,本论文以BN为研究对象,制备BN复合材料及掺杂BN纳米材料,对其吸波性能和损耗机制进行研究。主要研究内容如下:1.采用原位复合方法制备氮化硼/镍(BN/Ni)复合材料,实现纳米颗粒的尺寸控制及BN与Ni之间的有效界面结合。将BN/Ni作为填料制备石蜡基复合材料进行电磁性能测试,结果表明,随着填料含量升高,复合材料的介电损耗性能依次增强,但其阻抗匹配性能逐渐降低。当填料含量为48 wt.%时最小反射损耗(RL)可达-38.5 dB(厚度为2.5 mm),有效吸波频段达到3.3 GHz(RL<-10 dB,13-16.3 GHz),复合材料表现出较为理想的电磁波吸收性能。为了进一步提高BN/Ni复合材料中各组分的分散性并赋予材料更多的异质界面,我们采用简单的液相还原方法,制备了BN/Ni微球,相对于纯镍,复合材料的热稳定性提高。对BN/Ni微球电磁性能进行研究,结果表明,在填料含量为60 wt.%下,复合材料的最小反射损耗达-46.7 dB(厚度为6.5 mm),吸波带宽为3.9 GHz(RL<-10 dB,11.6-15.5GHz,厚度为2.5 mm)。该研究表明,将BN与Ni纳米颗粒原位复合,可以实现材料电磁损耗性能及阻抗匹配的有效优化,并提高磁性金属的高温稳定性,有望拓展其在高温领域的应用。2.纳米氮化钛(TiN)具有独特的电磁损耗机制,是有潜力的轻质耐高温吸波材料。为了提升氮化钛的电磁损耗性能及阻抗匹配特性,借助于静电纺丝和原位热氮化反应制备了BN/TiN及BN/TiN/Fe_xN复合纤维。分别对以上复合纤维的电磁性能进行研究,结果表明,随着填料含量提高,纤维的介电损耗性能依次增强,填料含量为15 wt.%时,BN/TiN纤维的最小反射损耗为-30 dB,而BN/TiN/Fe_xN纤维的最小反射损耗可达-42.33 dB,与纯相TiN纳米颗粒相比,复合纤维容易彼此搭接成导电通道,原位复合赋予纤维丰富的异质界面,表现出低密度、高吸收、耐高温等特性。3.研究表明,微观缺陷的引入有望实现BN电学和磁学性能的突变,而材料的电磁波吸收性能与其电学和磁学性能密切相关。基于本课题组前期提出的微观缺陷诱导电磁性能的研究,本论文以硼酸与六次甲基四胺合成的前驱体制备碳氧共掺杂BN,并对掺杂BN的电磁损耗机制进行研究。结果表明,掺杂BN表现出磁损耗能力,具备一定的电磁波吸收特性特。该缺陷诱导的电磁损耗机制研究有望为电磁功能材料的设计及性能优化提供新的研究思路。