聚偏氟乙烯PVDF/鎳鋅鐵氧體NZFO復(fù)合厚膜的制備及電磁性能研究
發(fā)布時間:2021-03-03 10:40
陶瓷-高分子基多鐵復(fù)合材料由于其良好的加工性能、優(yōu)異的韌性和較低的介電損耗得到了人們的廣泛關(guān)注。利用滲流效應(yīng)可以大幅提高電介質(zhì)的表觀介電常數(shù),但是添加相(導(dǎo)體相)的相互接近會引起介電損耗的增大,而作為添加相的鐵磁相如果不相互接觸又會由于退磁場的效果而使復(fù)合材料的磁性能比較差,因此,如何實現(xiàn)高介、低耗、高磁性能的共存也是一個急需解決的問題。針對以上問題,本文以聚偏氟乙烯PVDF/鎳鋅鐵氧體NixZn1-xFe2O4(簡稱NZFO)復(fù)合材料作為研究對象。鑒于NZFO的電導(dǎo)率遠遠大于PVDF,同時也是一種具有良好軟磁性能的亞鐵磁體,故將其引入PVDF中,既能通過滲流效應(yīng)大幅提升PVDF的表觀介電常數(shù),又可以使復(fù)合材料具備磁性能。同時,對鐵氧體顆粒進行表面改性使其表面形成有機物包裹層還可以抑制鐵氧體顆粒之間的自由電荷的遷移,阻止漏電流的產(chǎn)生從而使介電損耗仍然保持在較低的水平。本文的主要結(jié)論如下:(1)利用自蔓延方法制備了 一系列NxZ1-xFO(x=0.1,0.3,0.5,0.7,0.9)鐵氧體顆粒,并證實所制得的鐵氧體為尖晶石結(jié)構(gòu)的軟磁材料。同時發(fā)現(xiàn),當(dāng)鎳鹽和鋅鹽的原料比為1:1時,利用該方...
【文章來源】:浙江大學(xué)浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:124 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖2.1鐵電體的電滯回線??Figure?2.1?Ferroelectric?hysteresis?loop??
potassium?tartrate?tetrahydrate,?NaK?C4H4CV4H2O?),這種晶體后來被稱為羅息鹽。??1920年,Valasek發(fā)現(xiàn)羅息鹽在外電場E的作用下,表現(xiàn)出了特殊的非線性介電??行為,其極化強度P相對于電場的變化有一種滯后的現(xiàn)象,如圖2.1所示。鑒于??其P?(E)關(guān)系曲線與鐵磁體的B?(H)曲線非常相似,因而被稱為電滯回線,這??種特性被稱為鐵電性,而具有鐵電性的物質(zhì),即為鐵電體。自第一次發(fā)現(xiàn)鐵電體??以來,人們對鐵電體的興趣與日俱增,相繼發(fā)現(xiàn)了鈣鈦礦相、鎢青銅相、鈮酸鹽??等多種結(jié)構(gòu)的鐵電體,至今已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了一千多種鐵電體。同時,關(guān)亍鐵電體的理??論研究,即鐵電物理學(xué)也在蓬勃發(fā)展,隨著對鐵電體的認(rèn)識越來越深入,鐵電體??在電工電子產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用也越來越廣泛。??H?St??(a)?oxygen?octahedron?(b)?unit-cell??圖2.2鈣鈦礦相鐵電體的結(jié)構(gòu)(a)氧八面體結(jié)構(gòu)(b)晶胞結(jié)構(gòu)??Figure?2.2?(a)?Oxygen?octahedraon?and?(b)?unit-cell?structure?of?perovskite?ferrite??鐵電體的鐵電性與其結(jié)構(gòu)息息相關(guān)。鐵電體通?梢苑譃殍F電晶體、鐵電液??晶和鐵電聚合物幾大類。其中,鐵電晶體又可以分為含氧八面體鐵電晶體和含氫??鍵鐵電晶體。鈣鈦礦相鐵電體是目前最重要,也是種類最多、應(yīng)用最廣的一類含??氧八面體鐵電晶體
??的許多磁學(xué)特性,是磁性材料分類和選用的主要依據(jù)。圖2.3展示了典型磁性材??料的磁化曲線和磁滯回線。磁化曲線是表示磁感應(yīng)強度B、磁化強度M和磁場強??度H之間的非線性關(guān)系。隨著磁場強度H的不斷增大,磁感應(yīng)強度和磁化強度均??隨之而增加,并且磁化強度M最終趨向于一個定值Ms,即飽和磁化強度,此時??材料磁化已經(jīng)趨于飽和。此后逐浙減小外磁場,材料的M和B也隨之減少,但??并不沿著初始磁化曲線返回,而是出現(xiàn)了一定的磁滯現(xiàn)象。當(dāng)外磁場減至0時,??材料中仍保留了一定大小的磁化強度或磁感應(yīng)強度,稱為剩余磁化強度或剩余磁??感應(yīng)強度。此后沿著反方向繼續(xù)增加磁場,則M或B繼續(xù)減少。當(dāng)M或B減至??0時,此時的磁場強度稱為矯頑力,矯頑力是用來表征磁性材料在磁化以后保持??磁化狀態(tài)的能力
【參考文獻】:
期刊論文
[1]高導(dǎo)熱絕緣聚乙烯復(fù)合材料[J]. 祁蓉,齊暑華,王兆福,邱華. 粘接. 2015(05)
[2]多鐵性材料研究進展及發(fā)展方向[J]. 南策文. 中國科學(xué):技術(shù)科學(xué). 2015(04)
[3]多鐵性十年回眸[J]. 劉俊明,南策文. 物理. 2014(02)
[4]添加Ni和Ag納米顆粒對BaTiO3/PVDF復(fù)合材料擊穿場強的影響[J]. 鄭暉,劉曉林,竇曉亮,陳建峰. 復(fù)合材料學(xué)報. 2014(01)
[5]表面硅烷化納米銀粉導(dǎo)電膠性能研究(英文)[J]. 李先學(xué),鄭炳云,許麗梅,吳丹丹,劉宗林,張惠釵. 稀有金屬材料與工程. 2012(01)
[6]鋰離子電池用PVDF類隔膜的研究進展[J]. 盛曉穎,張學(xué)俊,劉婷. 化工新型材料. 2011(05)
[7]水熱法合成鎳鋅鐵氧體工藝研究[J]. 陳喜蓉,陳早明,胡德遠,吳叔召. 廣東化工. 2011(01)
[8]改性聚偏氟乙烯膜的生物相容性研究[J]. 田鵾鵬,向慧玲,李亞靜,呂曉龍. 生物醫(yī)學(xué)工程與臨床. 2010(03)
[9]高性能Al/PVDF復(fù)合材料制備及介電性能[J]. 鄧元,張艷景,宋袁曾. 稀有金屬材料與工程. 2009(S2)
[10]PVDF樹脂在太陽能電池模組背板上的應(yīng)用[J]. 吳君毅. 有機氟工業(yè). 2009(04)
博士論文
[1]原位成型BTO-NZFO納米晶復(fù)相多鐵薄膜的形成及性能研究[D]. 唐宇.浙江大學(xué) 2016
[2]氧化石墨烯改性PVDF微孔膜的制備及其在MBR中的性能研究[D]. 趙傳起.大連理工大學(xué) 2015
碩士論文
[1]PET基導(dǎo)電復(fù)合材料制備及其性能的研究[D]. 蔣圓.天津工業(yè)大學(xué) 2017
[2]空間環(huán)境下PVDF/POSS納米復(fù)合材料的損傷行為研究[D]. 趙連紅.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2014
[3]基于有機壓電材料的輪胎壓力監(jiān)測系統(tǒng)[D]. 趙博濤.吉林大學(xué) 2012
[4]多鐵性材料的制備及性能表征[D]. 王敏.武漢理工大學(xué) 2011
[5]電活性生物骨修復(fù)復(fù)合材料(BT-HA)/PVDF的制備和性能研究[D]. 田春燕.北京化工大學(xué) 2009
[6]基于PVDF壓力傳感器的車座人體應(yīng)力動態(tài)監(jiān)測[D]. 莫小鷗.昆明理工大學(xué) 2008
[7]鈦酸鋇基多相復(fù)合高介電材料研究[D]. 黃集權(quán).浙江大學(xué) 2006
[8]自蔓燃法NiZn鐵氧體粉末,陶瓷和NiZn鐵氧體/PVDF復(fù)合薄膜的研究[D]. 黃文艷.浙江大學(xué) 2005
本文編號:3061125
【文章來源】:浙江大學(xué)浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:124 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖2.1鐵電體的電滯回線??Figure?2.1?Ferroelectric?hysteresis?loop??
potassium?tartrate?tetrahydrate,?NaK?C4H4CV4H2O?),這種晶體后來被稱為羅息鹽。??1920年,Valasek發(fā)現(xiàn)羅息鹽在外電場E的作用下,表現(xiàn)出了特殊的非線性介電??行為,其極化強度P相對于電場的變化有一種滯后的現(xiàn)象,如圖2.1所示。鑒于??其P?(E)關(guān)系曲線與鐵磁體的B?(H)曲線非常相似,因而被稱為電滯回線,這??種特性被稱為鐵電性,而具有鐵電性的物質(zhì),即為鐵電體。自第一次發(fā)現(xiàn)鐵電體??以來,人們對鐵電體的興趣與日俱增,相繼發(fā)現(xiàn)了鈣鈦礦相、鎢青銅相、鈮酸鹽??等多種結(jié)構(gòu)的鐵電體,至今已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了一千多種鐵電體。同時,關(guān)亍鐵電體的理??論研究,即鐵電物理學(xué)也在蓬勃發(fā)展,隨著對鐵電體的認(rèn)識越來越深入,鐵電體??在電工電子產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用也越來越廣泛。??H?St??(a)?oxygen?octahedron?(b)?unit-cell??圖2.2鈣鈦礦相鐵電體的結(jié)構(gòu)(a)氧八面體結(jié)構(gòu)(b)晶胞結(jié)構(gòu)??Figure?2.2?(a)?Oxygen?octahedraon?and?(b)?unit-cell?structure?of?perovskite?ferrite??鐵電體的鐵電性與其結(jié)構(gòu)息息相關(guān)。鐵電體通?梢苑譃殍F電晶體、鐵電液??晶和鐵電聚合物幾大類。其中,鐵電晶體又可以分為含氧八面體鐵電晶體和含氫??鍵鐵電晶體。鈣鈦礦相鐵電體是目前最重要,也是種類最多、應(yīng)用最廣的一類含??氧八面體鐵電晶體
??的許多磁學(xué)特性,是磁性材料分類和選用的主要依據(jù)。圖2.3展示了典型磁性材??料的磁化曲線和磁滯回線。磁化曲線是表示磁感應(yīng)強度B、磁化強度M和磁場強??度H之間的非線性關(guān)系。隨著磁場強度H的不斷增大,磁感應(yīng)強度和磁化強度均??隨之而增加,并且磁化強度M最終趨向于一個定值Ms,即飽和磁化強度,此時??材料磁化已經(jīng)趨于飽和。此后逐浙減小外磁場,材料的M和B也隨之減少,但??并不沿著初始磁化曲線返回,而是出現(xiàn)了一定的磁滯現(xiàn)象。當(dāng)外磁場減至0時,??材料中仍保留了一定大小的磁化強度或磁感應(yīng)強度,稱為剩余磁化強度或剩余磁??感應(yīng)強度。此后沿著反方向繼續(xù)增加磁場,則M或B繼續(xù)減少。當(dāng)M或B減至??0時,此時的磁場強度稱為矯頑力,矯頑力是用來表征磁性材料在磁化以后保持??磁化狀態(tài)的能力
【參考文獻】:
期刊論文
[1]高導(dǎo)熱絕緣聚乙烯復(fù)合材料[J]. 祁蓉,齊暑華,王兆福,邱華. 粘接. 2015(05)
[2]多鐵性材料研究進展及發(fā)展方向[J]. 南策文. 中國科學(xué):技術(shù)科學(xué). 2015(04)
[3]多鐵性十年回眸[J]. 劉俊明,南策文. 物理. 2014(02)
[4]添加Ni和Ag納米顆粒對BaTiO3/PVDF復(fù)合材料擊穿場強的影響[J]. 鄭暉,劉曉林,竇曉亮,陳建峰. 復(fù)合材料學(xué)報. 2014(01)
[5]表面硅烷化納米銀粉導(dǎo)電膠性能研究(英文)[J]. 李先學(xué),鄭炳云,許麗梅,吳丹丹,劉宗林,張惠釵. 稀有金屬材料與工程. 2012(01)
[6]鋰離子電池用PVDF類隔膜的研究進展[J]. 盛曉穎,張學(xué)俊,劉婷. 化工新型材料. 2011(05)
[7]水熱法合成鎳鋅鐵氧體工藝研究[J]. 陳喜蓉,陳早明,胡德遠,吳叔召. 廣東化工. 2011(01)
[8]改性聚偏氟乙烯膜的生物相容性研究[J]. 田鵾鵬,向慧玲,李亞靜,呂曉龍. 生物醫(yī)學(xué)工程與臨床. 2010(03)
[9]高性能Al/PVDF復(fù)合材料制備及介電性能[J]. 鄧元,張艷景,宋袁曾. 稀有金屬材料與工程. 2009(S2)
[10]PVDF樹脂在太陽能電池模組背板上的應(yīng)用[J]. 吳君毅. 有機氟工業(yè). 2009(04)
博士論文
[1]原位成型BTO-NZFO納米晶復(fù)相多鐵薄膜的形成及性能研究[D]. 唐宇.浙江大學(xué) 2016
[2]氧化石墨烯改性PVDF微孔膜的制備及其在MBR中的性能研究[D]. 趙傳起.大連理工大學(xué) 2015
碩士論文
[1]PET基導(dǎo)電復(fù)合材料制備及其性能的研究[D]. 蔣圓.天津工業(yè)大學(xué) 2017
[2]空間環(huán)境下PVDF/POSS納米復(fù)合材料的損傷行為研究[D]. 趙連紅.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2014
[3]基于有機壓電材料的輪胎壓力監(jiān)測系統(tǒng)[D]. 趙博濤.吉林大學(xué) 2012
[4]多鐵性材料的制備及性能表征[D]. 王敏.武漢理工大學(xué) 2011
[5]電活性生物骨修復(fù)復(fù)合材料(BT-HA)/PVDF的制備和性能研究[D]. 田春燕.北京化工大學(xué) 2009
[6]基于PVDF壓力傳感器的車座人體應(yīng)力動態(tài)監(jiān)測[D]. 莫小鷗.昆明理工大學(xué) 2008
[7]鈦酸鋇基多相復(fù)合高介電材料研究[D]. 黃集權(quán).浙江大學(xué) 2006
[8]自蔓燃法NiZn鐵氧體粉末,陶瓷和NiZn鐵氧體/PVDF復(fù)合薄膜的研究[D]. 黃文艷.浙江大學(xué) 2005
本文編號:3061125
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