聚偏氟乙烯基多铁复合薄膜的制备及其性能研究

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1、（申请工学硕士学位论文）聚偏氟乙烯基多铁聚偏氟乙烯基多铁复合薄膜的制备复合薄膜及其性能研究的制备及其性L能研究何立培养单位：材料科学与工程学院敏学科专业：材料学研究生：何立敏武指导教师：董丽杰教授汉理工大2014年5月学万方数据分类号密级UDC学校代码10497学位论文题目聚偏氟乙烯基多铁复合薄膜的制备及其性能研究英文Preparationofpolyvinylidenefluoride-basedmultiferroic题目copolymerfilmsanditsperformancestudy研究生姓名何立敏姓名董丽杰职称教授学位博士指导老师单位名称武汉理工

2、大学邮编430070申请学位级别工学硕士学科专业名称材料学论文提交日期2014年5月论文答辩日期2014年5月学位授予单位武汉理工大学学位授予日期答辩委员会主席评阅人万方数据2014年5月独创性声明本人声明，所呈交的论文是本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，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得武汉理工大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。签名：日期：学位论文使用授权书本人完全了解武汉理工大学有关

3、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。本人承诺所提交的学位论文（含电子学位论文）为答辩后经修改的最终定稿学位论文，并授权武汉理工大学可以将本学位论文的全部内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存或汇编本学位论文。同时授权经武汉理工大学认可的国家有关机构或论文数据库使用或收录本学位论文，并向社会公众提供信息服务。（保密的论文在解密后应遵守此规定）研究生（签名）：导师（签名）：日期万方数据摘要铁性(ferroic)材料是一类非常重要的功能材料，广泛应用于换能器、传感器、存

4、储器等电子器件，在传感、驱动、存储及智能系统等高技术领域占主导地位。器件微型化、形式多样化的现代生产生活使得具备多种功能的材料得到越来越多的关注。多铁性(multiferroic)材料就是其中的一类典型代表。多铁（multiferroics）材料不但可实现不同物理属性间的可控转化与协同，而且还可以通过材料组分的协同耦合作用产生全新的效应和功能，大大拓展了铁性材料的应用范围。这类材料的发现，能够直接将磁场和电场相互转换而不需要借助其它复杂的设备，这种转换本质是两种能量的直接转换，为发展基于铁电-磁性集成效应的新型信息存储处理以及磁电器件等技术提供了巨大的潜在应用价

5、值。本文旨在研究一类兼具铁电与铁磁性能的柔性多铁性复合薄膜的制备、结构与性能，以及纳米尺度有机-无机杂化的多功能耦合效应。以优异电活性的铁电聚合物PVDF以及PVDF共聚物P(VDF-HFP)作为铁电基体，自行合成具有特定尺寸以及表面活性的碳纳米管-铁钴纳米材料（CNT-CoFe2O4），利用CNT-CoFe2O4的纳米尺寸效应诱导聚合物基体形成具有更高电活性的铁电晶型结构，并通过铁电聚合物基体与铁磁性CNT-CoFe2O4复合实现铁磁性CNT-CoFe2O4在铁电聚合物基体内的均匀分散并达成无机相与有机相的良好结合，制备了兼具铁电、铁磁的全新多铁性薄膜材料。采

6、用包覆技术将铁氧体纳米颗粒负载到具有特定尺寸的CNT上形成CNT-CoFe2O4。探明反应条件对CNT-CoFe2O4负载密度和磁性能的影响。制备具有良好铁磁性能、高饱和磁化强度的CNT-2.5CoFe2O4（CNT和CoFe2O4物质的量的比为1:2.5）。将铁磁性CNT-CoFe2O4与铁电聚合物PVDF或共聚物P(VDF-HFP)复合。CNT-2.5CoFe2O4质量分数为0.5%的PVDF复合薄膜的饱和-3磁化强度最高，铁磁性能良好，储能密度达到7.05J·cm。CNT-2.5CoFe2O4质量分数为1%的P(VDF-HFP)复合薄膜铁磁性能最好，介电性

7、能优异，储能密度-3达到7.67J·cm。关键词：P(VDF-HFP)，CNT-CoFe2O4，多铁复合薄膜，铁电性能，铁磁性能I万方数据AbstractFerroicmaterialisaverysignificantclassoffunctionalmaterials,whichiswidelyusedinelectronicdevicestransducers,sensors,memory,etc.Italsoplaysanimportantroleinthehigh-techfield,suchassensing,drive,storage,intell

8、igentsystems