应用静电纺丝法制备PZT纳米纤维薄膜.pdf

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1、56传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)2014年第33卷第4期应用静电纺丝法制备PZT纳米纤维薄膜王建艳一，裴强，吴玉玲，郭航，(1．厦门大学物理与机电工程学院，福建厦门361005；2．厦门大学萨本栋微米纳米科学技术研究院。福建厦门361005)摘要：提出应用静电纺丝法制备PZT纳米纤维薄膜。研究中配制PZT溶液后再进行静电纺丝，获得了PZT纳米纤维薄膜，并且通过调整纺丝时间和沉积次数来控制纳米纤维薄膜的厚度。运用SEM对获得的热处理前后的薄膜进行了观察对比，测量其平均直径约

2、为200nm；运用XRD对退火后的样品进行分析，测得样品的主要成分为Pb(zrn。Tiol4。)O。，证明所制备的正是PZT薄膜；运用AFM测得薄膜的表面粗糙度为1．034nm，说明该纳米薄膜材料非常的均匀整齐。关键词：静电纺丝；FZT纳米纤维薄膜；热处理；退火中图分类号：TQ34文献标识码：A文章编号：1000--9787(2014)04-0056-03FabricationofPZTnanofibersfilmbyelectr0spinningWANGJian．yan，PEIQiang，wuYu—ling，GUOHang。’(1

3、．SchoolofPhysicsandMechanical&ElectricalEngineering，XiamenUniversity，Xiamen361005，China；2．Pen·TungSahMicro-NanoTechnologyInstitute，XiamenUniversity，Xiamen361005，China)Abstract：UsingelectrospinningtofabricatePZTnanofibersfilmispresented．AfterPZTsolutionisprepared，electr

4、ospinningiscarriedout，andPZTnanafibersfilmisachieved，andcontrolthethicknessofnanofibersfilmbyadjustingthespinningtimeanddeposittingtimes．ThefabricatedsamplesarecharacterizedandanalyzedbyusingSEM，XRDandAFM，theSEMresultsshowthatthediameterofthefabricatedPZTnanofibersisab

5、out200nmbeforeannealing；XRDresultsshowthatmaincomponentofthefilmafterannealingisPb(Zro52Ti048)O3，whichprovesthatthefabricatedfilmisjustPZTthinfilm；thesurfaceroughheSSofthefilmtestedbyAFMis1．0341113，whichillustratesthatthenanofibersfilmisverytidyanduniform．Keywords：elec

6、trospinning；PZTnanofibersfilm；heattreatment；annealing0引言法等薄膜制备技术。，本文探讨应用静电纺丝法来制备锆钛酸铅(PbZr⋯TiO3，PZT)作为一种功能材料，有PZT纳米纤维薄膜。作为纳米薄膜材料，其较高的比表面着良好的压电和铁电特性，PZT陶瓷和薄膜材料应用在压积、长径比与多孔性不仅可以应用在传感器方面，在生物医电扬声器、麦克风、铁电存储器、热释电红外探测器等领用材料、过滤材料以及锂电池的正极材料方面也都有许多域J。目前，有3种方法可以合成PZT纳米纤维：水热合新的应用。成

7、法、溶胶凝胶法、金属有机沉积静电法。水热法和溶1实验胶凝胶法制备的纤维是不连续的，这就限制了它们的一些为了得到PZT薄膜，需要配制PZT溶液。溶液由两大应用，而静电纺丝法可以获得的连续的纤维，并且其直部分组成：PZT前驱体溶液和PVA溶液。PZT前驱体溶液径可以控制在几十到几百纳米之间。静电纺丝技术是按照Zr／Ti比为52／48来配制，主要是由三水合乙酸铅、乙将聚合物溶液或者熔体带上高压静电，带电的聚合物液滴二醇甲醚、冰醋酸、钛酸四丁酯、乙酰丙酮、五水硝酸锆及甲在电场的作用力下在毛细管的顶点形成Taylor锥。当电场酰胺，按照一定的

8、比例混合而成，其中，乙酰丙酮可以使溶力足够大时，聚合物液滴可克服表面张力形成喷射细流，细液更稳定，甲酰胺则用来减少退火过程中纤维的断裂和薄流在喷射过程中溶剂蒸发，产品最终落在接收装置上，形成膜的龟裂。PVA溶液主要是由PVA颗粒、甲醇