CoFe2O4摻雜PVDF厚膜的制備及性能研究.pdf

1、聚偏氟乙烯(PVDF)作為一種重要的鐵電聚合物，具有良好的壓電、熱釋電、鐵電等性能，因而被廣泛應(yīng)用于壓力傳感器、光電傳感器、鐵電存儲(chǔ)器等。對(duì)于PVDF而言，高β相含量有利于其壓電、熱釋電及鐵電等性能的提高，因此，如何簡(jiǎn)單有效地制備高β相含量PVDF膜成為科學(xué)工作者研究的熱點(diǎn)。本文采用流延工藝制備了PVDF厚膜，并引入適量的CoFe2O4納米粉體，研究了CoFe2O4摻雜量、表面活性劑類型以及成型工藝對(duì)PVDF厚膜β相含量、介電、鐵電以及

2、磁性能的影響。其主要研究?jī)?nèi)容如下：
　　首先，采用流延工藝在80℃條件下制備了PVDF厚膜，研究了CoFe2O4納米粉體摻雜對(duì)其性能的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，CoFe2O4在厚膜中分散較為均勻，適量摻雜CoFe2O4可以提高PVDF厚膜中β相含量。當(dāng)CoFe2O4摻雜量為0.2wt％時(shí)，PVDF厚膜中β相含量為73.5％，極化強(qiáng)度最大值為4.26μC/cm2，室溫下介電常數(shù)和損耗分別為9.8和7.4％。同時(shí)，厚膜的飽和比磁化強(qiáng)度隨Co

3、Fe2O4摻雜量的增加呈近似線性增大趨勢(shì)。
　　為了進(jìn)一步提高CoFe2O4在PVDF厚膜中的分散性，分別采用不同種類的表面活性劑(CTAB、PVP、SDS)對(duì)納米CoFe2O4表面進(jìn)行改性，研究了不同表面活性劑改性的CoFe2O4對(duì)PVDF厚膜的性能影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，不同表面活性劑修飾的CoFe2O4對(duì)PVDF厚膜中β相含量影響較為明顯，經(jīng)過(guò)CTAB、PVP、SDS修飾的PVDF厚膜β相含量分別為5.7％、10.7％和56.5

4、％。修飾后納米CoFe2O4粉體間的相互作用力減弱，因此，經(jīng)修飾后的CoFe2O4摻雜減小了PVDF厚膜的矯頑場(chǎng)和飽和比磁化強(qiáng)度。另外，SDS修飾的CoFe2O4摻雜提高了PVDF厚膜的極化強(qiáng)度，達(dá)到6.5μC/cm2。
　　最后，通過(guò)改變流延成型工藝，研究了成型過(guò)程中外加磁場(chǎng)對(duì)CoFe2O4摻雜的PVDF厚膜結(jié)構(gòu)和性能的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，20mT磁場(chǎng)作用下，PVDF厚膜的晶粒尺寸有所增大，結(jié)晶性得到改善。同時(shí)，厚膜的磁性能變化