聚偏氟乙烯基多鐵復合薄膜的制備及其性能研究.pdf

1、鐵性(ferroic)材料是一類非常重要的功能材料，廣泛應用于換能器、傳感器、存儲器等電子器件，在傳感、驅動、存儲及智能系統(tǒng)等高技術領域占主導地位。器件微型化、形式多樣化的現代生產生活使得具備多種功能的材料得到越來越多的關注。多鐵性(multiferroic)材料就是其中的一類典型代表。多鐵（multiferroics）材料不但可實現不同物理屬性間的可控轉化與協(xié)同，而且還可以通過材料組分的協(xié)同耦合作用產生全新的效應和功能，大大拓展了鐵性

2、材料的應用范圍。這類材料的發(fā)現，能夠直接將磁場和電場相互轉換而不需要借助其它復雜的設備，這種轉換本質是兩種能量的直接轉換，為發(fā)展基于鐵電-磁性集成效應的新型信息存儲處理以及磁電器件等技術提供了巨大的潛在應用價值。
　　本文旨在研究一類兼具鐵電與鐵磁性能的柔性多鐵性復合薄膜的制備、結構與性能，以及納米尺度有機-無機雜化的多功能耦合效應。以優(yōu)異電活性的鐵電聚合物PVDF以及PVDF共聚物P(VDF-HFP)作為鐵電基體，自行合成具有特

3、定尺寸以及表面活性的碳納米管-鐵鈷納米材料（CNT-CoFe2O4），利用CNT-CoFe2O4的納米尺寸效應誘導聚合物基體形成具有更高電活性的鐵電晶型結構，并通過鐵電聚合物基體與鐵磁性CNT-CoFe2O4復合實現鐵磁性CNT-CoFe2O4在鐵電聚合物基體內的均勻分散并達成無機相與有機相的良好結合，制備了兼具鐵電、鐵磁的全新多鐵性薄膜材料。
　　采用包覆技術將鐵氧體納米顆粒負載到具有特定尺寸的CNT上形成CNT-CoFe2O4

4、。探明反應條件對CNT-CoFe2O4負載密度和磁性能的影響。制備具有良好鐵磁性能、高飽和磁化強度的CNT-2.5CoFe2O4（CNT和CoFe2O4物質的量的比為1:2.5）。將鐵磁性CNT-CoFe2O4與鐵電聚合物PVDF或共聚物P(VDF-HFP)復合。CNT-2.5CoFe2O4質量分數為0.5％的PVDF復合薄膜的飽和磁化強度最高，鐵磁性能良好，儲能密度達到7.05 J·cm-3。CNT-2.5CoFe2O4質量分數為1％