[發明專利]一種具有鐵磁各向異性的聚合物基復合介質及其制備方法

有效

• 申請號: 202010710612.5
• 申請日: 2020-07-22
• 公開（公告）號: CN111995830B
• 公開（公告）日: 2022-02-08
• 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: C08L27/16
• 分類號: C08L27/16;C08K9/10;C08K7/08;D01F9/08;D01F11/00;H01F1/42
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 李紅媛

一種具有鐵磁各向異性的聚合物基復合介質及其制備方法，它屬于多鐵性復合介質的制備技術領域。本發明要解決的為材料結構制備工藝復雜生長條件苛刻難以調節和控制的技術問題。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無機纖維填充相，然后采用水熱合成法對其進行鈦酸鋇包覆，隨后與P(VDF?TrFE)復合并進行熱壓處理，得到致密的高定向所述的一種一維核殼結構納米纖維聚偏氟乙烯柔性多鐵復合介質。本發明并通過在復合介質面內施加不同方向的磁場，觀察到此復合介質存在明顯的磁各向異性，在面內相比于垂直于纖維方向，沿纖維方向擁有更大的飽和磁化強度和剩余磁化強度。這一性質使得復合介質擁有更獨特的應用潛力。

技術領域

本發明屬于多鐵性復合介質的制備技術領域；具體涉及一種具有鐵磁各向異性的聚合物基復合介質及其制備方法。

背景技術

隨著大數據時代的到來，不斷產生的信息量呈爆炸式增長，對數據的存儲能力(容量、速度)提出了嚴峻的挑戰。磁存儲是目前最重要的存儲技術，由于“磁寫磁讀”原理和微電子工藝的限制其存儲速度已趨近極限，如何提高存取速度是當前面臨的重要問題。因此，研發新型的“讀寫”技術已成為國內外研究的重要趨勢，在眾多的讀寫技術中，利用多鐵性材料磁電耦合效應(既可以通過磁場改變材料的電性，也可以通過電場調控材料的磁性)的“電寫磁讀”技術由于具有速度快、功耗低、非易失性等優點備受關注。而在室溫下具有強磁電耦合效應的多鐵性材料是實現“電寫磁讀”技術的前提和基礎，其中鐵電鐵磁材料就是目前討論最多的一種多鐵性材料。

復合多鐵介質主要有三種類型，根據連通可以分為：0-3型顆粒復合、2-2型疊層結構、1-3型柱狀結構。其中鐵磁相作為一維柱狀形態嵌于鐵電材料基體中得到復合介質。這種連通結構使得鐵電相和鐵磁相的兩相接觸面積增大，有利于產生強的磁電耦合。但是目前由于這種結構制備工藝比較復雜，生長條件比較苛刻難以調節和控制，在實際應用中受到了很大的限制。

發明內容

本發明目的是提供了一種工藝可控性強，易于操作的具有較好多鐵性能的一種具有鐵磁各向異性的聚合物基復合介質及其制備方法。

本發明通過以下技術方案實現：

一種具有鐵磁各向異性的聚合物基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、制備核殼結構CoFe₂O₄@BaTiO₃納米纖維；

步驟c、制備CoFe₂O₄@BaTiO₃-P(VDF-TrFE)基復合介質；

步驟d、制備一種具有鐵磁各向異性的聚合物基復合介質。

本發明所述的一種具有鐵磁各向異性的聚合物基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；