cofe2o4掺杂pvdf厚膜的制备及性能研究

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1、分类号学号M201172052学校代码10487密级硕士学位论文CoFe2O4掺杂PVDF厚膜的制备及性能研究学位申请人：韩伟学科专业：材料物理与化学指导教师：姜胜林教授答辩日期：2014年1月10日万方数据ADissertationSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterinEngineeringPreparationandPropertiesofCoFe2O4DopedPVDFThickFilmMaster.Candidate：Han

2、WeiMajor：MaterialPhysicsandChemistrySupervisor：Prof.JiangShenglinHuazhongUniversityofScience&TechnologyWuhan430074,P.R.ChinaJanuary,2014万方数据独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识

3、到，本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在____________年解密后适用本授权书。本论文属于不保密□。（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日万方数据华中科技大

4、学硕士学位论文摘要聚偏氟乙烯(PVDF)作为一种重要的铁电聚合物，具有良好的压电、热释电、铁电等性能，因而被广泛应用于压力传感器、光电传感器、铁电存储器等。对于PVDF而言，高β相含量有利于其压电、热释电及铁电等性能的提高，因此，如何简单有效地制备高β相含量PVDF膜成为科学工作者研究的热点。本文采用流延工艺制备了PVDF厚膜，并引入适量的CoFe2O4纳米粉体，研究了CoFe2O4掺杂量、表面活性剂类型以及成型工艺对PVDF厚膜β相含量、介电、铁电以及磁性能的影响。其主要研究内容如下：首先，采用流延工艺在80°C条件下制备了P

5、VDF厚膜，研究了CoFe2O4纳米粉体掺杂对其性能的影响。实验结果表明，CoFe2O4在厚膜中分散较为均匀，适量掺杂CoFe2O4可以提高PVDF厚膜中β相含量。当CoFe2O4掺杂量为0.2wt%时，PVDF2厚膜中β相含量为73.5%，极化强度最大值为4.26μC/cm，室温下介电常数和损耗分别为9.8和7.4%。同时，厚膜的饱和比磁化强度随CoFe2O4掺杂量的增加呈近似线性增大趋势。为了进一步提高CoFe2O4在PVDF厚膜中的分散性，我们分别采用不同种类的表面活性剂(CTAB、PVP、SDS)对纳米CoFe2O4表面

6、进行改性，研究了不同表面活性剂改性的CoFe2O4对PVDF厚膜的性能影响。实验结果表明，不同表面活性剂修饰的CoFe2O4对PVDF厚膜中β相含量影响较为明显，经过CTAB、PVP、SDS修饰的PVDF厚膜β相含量分别为5.7%、10.7%和56.5%。修饰后纳米CoFe2O4粉体间的相互作用力减弱，因此，经修饰后的CoFe2O4掺杂减小了PVDF厚膜的矫顽场和饱和比磁化强度。另外，SDS修饰的CoFe2O4掺杂提高了PVDF厚膜的极化强度，达2到6.5μC/cm。最后，我们通过改变流延成型工艺，研究了成型过程中外加磁场对Co

7、Fe2O4掺杂的PVDF厚膜结构和性能的影响。实验结果表明，20mT磁场作用下，PVDF厚膜的晶粒尺寸有所增大，结晶性得到改善。同时，厚膜的磁性能变化较为显著，磁化强度提高到0.14emu/g，矫顽场增大到840Oe。然而，PVDF厚膜的内部气孔增多，致密性变差，导致厚膜的介电和铁电性能有所下降。关键词：流延CoFe2O4PVDF厚膜β相电性能磁性能I万方数据华中科技大学硕士学位论文AbstractPolyvinylidenefluoride(PVDF)isasignificantferroelectricpolymer,pos

8、sessinggoodpiezoelectric,pyroelectricandferroelectricproperties,etc,andiswidelyusedinpressuresensor,photoelectricsensorandferroelec