近几十年来,电子设备的使用和无线设备的小型化迅速增长,所产生的电磁污染对电子设备的功能及其周围环境中的人类健康造成了不利影响。为了克服这些问题,人们致力于开发强反射损耗(RL)、宽吸收带宽(EAB)、轻质和低成本等高性能的电磁波吸收(EMA)材料。磁铁矿(Fe₃O₄)因其高兼容性、适当的磁性和强自旋极化而被广泛用作吸波材料研究。但是单一磁铁矿阻抗匹配差、磁损耗机制单一,在较薄的涂层厚度下,具有较宽吸收带宽(>4 GHz)的高性能RL鲜有报道。因此,本文以高性能的Fe₃O₄材料为目标,首先制备了球状Fe₃O₄,通过组分调节构建了一系列花状Fe₃O₄、Fe₃O₄&Fe和Fe,在此基础上通过介电层包覆得到Fe₃O₄@SiO₂(TiO₂)材料,以此实现高性能微波吸收体的开发与利用。采用简单高效的溶剂热法一步合成了尺寸约为300 nm的球状Fe₃O₄。溶剂中加入适量的H₂O使Fe₃O₄为纳米尺寸且分布均匀,可获得5.1 GHz(5.4-10.5 GHz)较宽的EAB和70.4 dB的强RL。通过层次结构的合理设计和组分调节构建了一系列花状Fe₃O₄、Fe₃O₄&Fe和Fe。层次结构的引入增加了许多界面;Fe元素的引入调控了电磁特性。利用溶胶凝胶法通过介电层包覆制备了具有核壳结构的Fe₃O₄@SiO₂(TiO₂)复合材料,介电层厚度均可调节。Fe₃O₄@SiO₂(TiO₂)复合材料的结构表征和电磁性能分析表明,介电层SiO₂和TiO₂的壳层厚度对花状Fe₃O₄的电磁参数整体上影响不大,但介电层的引入,大幅度提高了复合材料在空气中的热稳定性和抗氧化性能。花状Fe₃O₄、Fe₃O₄&Fe和Fe的结构表征和性能分析表明,层次结构可以产生更多界面。它可通过有效地调节界面极化和涡流损耗等多重损耗,进一步提升电磁波的高效吸收。借助层次结构,花状Fe₃O₄从C至Ku波段表现出出色的EMA性能。另外Fe₃O₄和Fe组分的结合,极大地改善了阻抗匹配。Fe₃O₄&Fe复合材料在11.6 GHz时,显示出RL为78.7 dB的优异的EMA,而且还具有宽广的EAB(5.7 GHz,9.0-14.7 GHz)和相对较低的匹配厚度1.88 mm,覆盖了75%X波段和45%Ku波段。借助层次结构和多组分的协调,使Fe₃O₄&Fe显示了整体一流的EMA能力。