聚偏氟乙烯基多鐵復(fù)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(yīng)用于換能器、傳感器、存儲器等電子器件，在傳感、驅(qū)動、存儲及智能系統(tǒng)等高技術(shù)領(lǐng)域占主導(dǎo)地位。器件微型化、形式多樣化的現(xiàn)代生產(chǎn)生活使得具備多種功能的材料得到越來越多的關(guān)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(xiàn)不同物理屬性間的可控轉(zhuǎn)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(chǎn)生全新的效應(yīng)和功能，大大拓展了鐵性

2、材料的應(yīng)用范圍。這類材料的發(fā)現(xiàn)，能夠直接將磁場和電場相互轉(zhuǎn)換而不需要借助其它復(fù)雜的設(shè)備，這種轉(zhuǎn)換本質(zhì)是兩種能量的直接轉(zhuǎn)換，為發(fā)展基于鐵電-磁性集成效應(yīng)的新型信息存儲處理以及磁電器件等技術(shù)提供了巨大的潛在應(yīng)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(fù)合薄膜的制備、結(jié)構(gòu)與性能，以及納米尺度有機-無機雜化的多功能耦合效應(yīng)。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(yīng)誘導(dǎo)聚合物基體形成具有更高電活性的鐵電晶型結(jié)構(gòu)，并通過鐵電聚合物基體與鐵磁性CNT-CoFe2O4復(fù)合實現(xiàn)鐵磁性CNT-CoFe2O4在鐵電聚合物基體內(nèi)的均勻分散并達成無機相與有機相的良好結(jié)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(shù)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(yīng)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(zhì)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(fù)合。CNT-2.5CoFe2O4質(zhì)量分數(shù)為0.5％的PVDF復(fù)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(zhì)量分數(shù)為1％