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摘 要

目前铁电高聚物中聚偏氟乙烯（PVDF）是最主要的一种材料，优越的铁电性能在各个领域内都有着广泛的应用。其可以与其他树脂混合后保留自身属性并获得其他树脂的部分特性的能力扩大了这种材料发展的可能性。PVDF材料本身存在着介电损耗较高、介电常数相对较低等缺陷。为了改善上述缺点本论文将采用溶胶-凝胶法制备钽酸锶铋陶瓷粉体，将两种材料进行复合，制备0-3型SBT/PVDF复合薄膜。利用XRD、傅里叶红外光谱、SEM、铁电性综合测试对其进行表征。实验结果如下：

与纯PVDF 薄膜相比，经过SBT复合的薄膜样品结晶性能变强。SBT的复合有利于β相PVDF的形成，而β相晶体中的偶极子方向一致具有很强的宏观极化是PVDF具有电学性能的主要原因，所以经过SBT复合的薄膜样品具有更好的介电与铁电性能。随着复合薄膜中SBT含量的增加而变得更好。由于SBT的漏电流较PVDF小，因此随着SBT含量的增加，SBT/PVDF复合薄膜的漏电流在降低。

关键词：PVDF SBT 复合薄膜

ABSTRACT

Polyvinylidene fluoride (PVDF) is the most important material in ferroelectric polymers. Excellent ferroelectric properties are widely used in various fields.Its ability to retain its own properties after mixing with other resins and to obtain some of the properties of other resins expands the possibility of such material development.PVDF material itself has a high dielectric loss, dielectric constant is relatively low and other defects.In this paper, the bismuth tantalum bismuth tantalum ceramic powder was prepared by sol - gel method, and the two kinds of materials were compounded to prepare 0-3 SBT / PVDF composite film.They were characterized by XRD, Fourier transform infrared spectroscopy, SEM and ferroelectric synthesis.The results are as follows:

Compared with the pure PVDF film, the crystallinity of the sample after SBT composite becomes stronger.The combination of SBT is favorable for the formation of β-phase PVDF, and the dipole direction in the β-phase crystal has a strong macroscopic polarization. The main reason is that PVDF has electrical properties,So the SBT composite film samples have better dielectric and ferroelectric properties.With the increase in SBT content in the composite film becomes better.Since the leakage current of SBT is smaller than that of PVDF, the leakage current of SBT / PVDF composite film decreases with the increase of SBT content.

Key Words: SBT; PVDF; Composite film

目录

摘要 I

ABSTRACT II

第一章 绪论 1

1.1 引言 1

1.2 PVDF材料概述 2

1.2.1 PVDF的结构 2

1.2.2 PVDF的性质和应用范围 3

1.2.3 PVDF的铁电性 3

1.3 SBT材料概述 4

1.3.1 SBT的结构 4

1.3.2 SBT的铁电性 5

1.3.3 SBT铁电陶瓷的制备方法 7

1.4 铁电复合材料 7

1.4.1陶瓷材料与PVDF复合 7

1.4..2 BaTiO3与PVDF复合 8

1.4.5 PVDF中有机物填料 10

1.5 本论文的研究目的及研究内容 10

1.5.1 研究目的 10

1.5.2 研究的内容 10

第二章 实验及表征 11

2.1 钽酸锶铋/聚偏氟乙烯复合铁电薄膜的合成工艺 11

2.1.1 主要实验数据和仪器 11

2.1.2 实验制备流程 11

2.1.3 衬底的准备与清洗 11

2.1.4 溶液配制 12

2.1.5 旋涂涂膜 12

2.2 钽酸锶铋/聚偏氟乙烯混合溶液的制备 14

2.3复合铁电薄膜的制备 14

2.4材料的性能测试与表征 14

2.4.1 XRD分析 14

2.4.2 扫描电子显微镜（SEM）分析 15

2.4.3 傅里叶红外光谱分析 16

第三章 实验结果与分析 17

3.1 XRD分析 17

3.2 傅里叶红外光谱分析 18

3. 3 扫描电子显微镜（SEM）分析 19

3.4 铁电性能分析 20

3.5 漏电特性分析 21

3.6 介电特性分析 21

3.7 实验小结 22

第四章 结论与展望 23

4.1 结论 23

4.2 展望 23

参考文献 24

致谢 26

第一章 绪论

1.1 引言

铁电性是一些晶体自身的一种性质。铁电性是晶体自发极化的宏观表现，自发极化是由于不对称的晶胞结构，导致正负电荷重心不重合从而出现了电偶极矩，产生电极化强度。上个世纪20年代法国人Valasek^[1]在对罗谢尔盐进行研究时无意发现了铁电效应的存在，随后愈来愈多的铁电材料被发现，人们对新材料的研究更加深入，自此开启了铁电材料发展的新时代。但随着时代的进步和科技的飞速发展，传统的铁电块体以及无法满足更加多元化的需求而且铁电陶瓷的缺陷也限制了其在一些领域的发展可能性，其可塑性差，加工困难等问题迫切需要解决。铁电薄膜的出现改变了这一现状。满足了对功能集成化、器件微型化等要求。

图1-1 电滞回线

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