[發明專利]一種一維鐵磁填料-鐵電聚合物的多鐵復合介質及其制備方法

在審

• 申請號: 202010710600.2
• 申請日: 2020-07-22
• 公開（公告）號: CN112030369A
• 公開（公告）日: 2020-12-04
• 發明（設計）人: 馮宇;張煜;遲慶國;梁劍
• 申請（專利權）人: 哈爾濱理工大學
• 主分類號: D04H1/728
• 分類號: D04H1/728;D01D5/00;D06C7/00;D01F6/48;D01F1/10;D01F9/08;B82Y40/00
• 代理公司: 哈爾濱市偉晨專利代理事務所(普通合伙) 23209
• 代理人: 趙君

一種一維鐵磁填料?鐵電聚合物的多鐵復合介質及其制備方法，它屬于多鐵性薄膜制備技術領域。本發明要解決的技術問題是提高多鐵復合介質的多鐵性和減小復合介質可能出現的漏電流。本發明首先采用溶膠?凝膠法和靜電紡絲技術制備具有大長徑比的CoFe₂O₄納米纖維無機填充相，進而利用溶液法配置納米纖維均勻分散的P(VDF?TrFE)混合溶液，最終使用高速定向紡絲技術和熱壓法獲得定向排布的一種一維鐵磁填料?鐵電聚合物的多鐵復合介質，本發明所需設備價格低廉，工藝簡單，易于實現，同時具有優異的鐵電和鐵磁性能。本發明復合介質用于傳感器以及非易失性存儲器件領域。

技術領域

本發明屬于多鐵性薄膜制備技術領域；具體涉及一種一維鐵磁填料-鐵電聚合物的多鐵復合介質及其制備方法。

背景技術

為適應現代科學技術的飛速進步，對電子器件等硬件的要求也越來越高，在結構上不僅要做到小型化、集成化，在功能上還要同時具有多樣性，因此發展同時具有多種功能的新材料迫在眉睫，而值得一提的是多鐵性材料正好符合這一要求，不同鐵性之間的耦合可以產生一些新的功能。例如鐵電和鐵磁之間的復合產生磁電耦合效應，使磁控電性或電控磁性成為可能。

然而，雖然迄今為止研究者們已經發現多種單相多鐵復合材料，但其在室溫下的磁電耦合效應較弱，人工構建磁電多鐵復合材料已成為當今的研究熱點。

發明內容

本發明目的是解決提高多鐵復合介質的多鐵性和減小復合介質可能出現的漏電流的問題，提供了一種工藝可控性強、易于操作的、柔性的一種一維鐵磁填料-鐵電聚合物的多鐵復合介質及其制備方法。

本發明通過以下技術方案實現：

一種一維鐵磁填料-鐵電聚合物的多鐵復合介質的制備方法，包括如下步驟：

步驟a、制備CoFe₂O₄納米纖維；

步驟b、制備CoFe₂O₄-P(VDF-TrFE)基復合介質；

步驟c、制備一維鐵磁填料-鐵電聚合物的多鐵復合介質。

本發明所述的一種一維鐵磁填料-鐵電聚合物的多鐵復合介質的制備方法，步驟a中CoFe₂O₄納米纖維的制備方法包括如下步驟：

步驟a1、按照物質的量的比分別稱量一定質量的六水合銷酸鈷、九水合硝酸鐵、檸檬酸，待用；

步驟a2、將步驟a1稱量好的六水合銷酸鈷、九水合硝酸鐵加入乙醇溶液中，攪拌均勻后加入檸檬酸，繼續攪拌至混合溶液澄清后，得到混合溶液，待用；

步驟a3、將步驟a2得到的混合溶液中繼續加入聚乙烯吡咯烷酮，混合溶液與聚乙烯吡咯烷酮的料液比為10ml/0.4～0.6g，在常溫下繼續攪拌10～12小時，得到CoFe₂O₄前驅體溶液，加入注射器中進行靜電紡絲，得到CoFe₂O₄前驅體纖維；

步驟a4、將步驟a3得到的CoFe₂O₄前驅體纖維置于馬弗爐內燒結，得到CoFe₂O₄納米纖維。

本發明所述的一種一維鐵磁填料-鐵電聚合物的多鐵復合介質的制備方法，步驟a1中六水合銷酸鈷、九水合硝酸鐵、檸檬酸的物質的量的比為1:2:3；步驟a2中六水合銷酸鈷、九水合硝酸鐵的混合物與乙醇溶液攪拌均勻后得到的混合溶液中鈷離子濃度為0.2～0.3mol/L，所述的乙醇溶液的濃度為70vol％。