基于热声效应扬声器(热声器)作为一种新型的声波换能器,有着宽频响、高声压等优点,同时石墨烯作为一种新兴的二维材料,有着优异的热学、电学和力学性能。结合两者的优势点,本研究研究了基于石墨烯的热声器,介绍了石墨烯的制备方式及其表征,热声器的制作和理论模型,石墨烯热声器的性能,以及石墨烯热声器的应用。首先,本文在借鉴了其他石墨烯制备方式之后,对高温还原石墨烯的制备进行了改良和提高。通过分级高温还原石墨烯方式制备了无缺陷、高导热率和高电导率的带气囊石墨烯,并通过高压分级压制后制备出密致且具有较好柔性的石墨烯膜。该方法很好的还原了石墨烯并且通过分级处理的方式避免了石墨烯表面出现破损或者孔洞等现象。对石墨烯的表层样貌、截面结构和结构还原度进行了表征,表明了石墨烯膜的结构被较好地修复。之后通过对石墨烯热导率、电导率、柔性和结构稳定性等测定来反应石墨烯作为热声器发声材料的优势。然后,本文对石墨烯热声器制作进行了介绍,探讨了施加交流电信号和施加交流电加直流偏置信号对于石墨烯热声器的发声频率的影响。之后本文对石墨烯热声器在发射声压、指向性及其表面温度的理论模型进行了介绍,并通过距离和功率对声压的影响实验证了声波发射模型,热声器指向性实验验证了指向性理论实验,功率频率及材料石墨烯表面的影响实验验证了热声器表面温度理论模型。接着,本文对石墨烯热声器的特性进行了探讨,对于如何提升石墨烯热声器的性能进行了实验并与理论模型进行对照。首先,本文探讨了石墨烯热声器的最大声压级、频响、滞后、漂移和阻抗这几个静态特性并进行实验,对瞬态响应和频率转换两个动态特性进行实验和分析。之后,文章中结合声压理论模型,通过降低石墨烯膜的厚度来降低膜的热容和改变基底以降低基底的导热率这两种形式来提高石墨烯热声器的声压。最后,通过将基底为滤纸的石墨烯热声器敷于不同半径的圆形管,来测试其声压的变化,以检验其柔性。最后,本文提出了对石墨烯热声器的应用。凭借着石墨烯优异的柔性,文章结合柔性基底将石墨烯热声器设计成了360度全方位的扬声器,此扬声器可以向各个方向发射等量的声波。此扬声器可以用于广阔的场地进行全方位的信号发射,如驱散动物,指挥动物等。由于石墨烯热声器有着超声波范围的频响,因此通过利用能进行超声波发射的特性,将其制作为超声波耳机。该耳机相对于商业耳机在大于20k Hz频率后依然能够保持稳定的频响(商业麦克风由于振动发声的原理,使其声波频率在大于谐振频率过多以后会有着显著的下降)。因此通过此石墨烯耳机运用于对动物的信号发射,并通过兔子的实验来验证了其产生的超声波会使兔子产生紧张和不安的情绪即对信号的响应,为以后耳机在救援等特殊动物训练上面提供了更好的可能性,结合之前的全方位发声器可以实现大范围信号传输。