鈦酸銅鈣(CaCu3Ti4O12)纖維及其有機復(fù)合膜的制備工藝研究.pdf

1、隨著微電子器件向小型化和集成化發(fā)展，高介電常數(shù)材料已在電子產(chǎn)業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用，尤其是在超級電容器及動態(tài)隨機存儲器（DRAM）等中有著重要的應(yīng)用。BaTiO3等傳統(tǒng)鐵電體材料是常用的高介電常數(shù)材料，但是這類材料伴有鐵電、弛豫和結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變現(xiàn)象，使介電常數(shù)對于溫度的變化比較敏感，長時間使用器件穩(wěn)定性顯著降低.近年來，具有立方鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的 CaCu3Ti4O12(CCTO)材料因其巨介電性能而倍受人們的關(guān)注，在室溫下其介電常數(shù)高達(dá)達(dá)104，并

2、且不隨溫度的變化而變化。但高介電損耗影響了其實際應(yīng)用性。因此，探究一種能有效降低其介電損耗的方法是一個重要的研究課題。
　　目前大家普遍認(rèn)為CCTO內(nèi)部是一種內(nèi)部阻擋層電容器模型（IBLC）即由導(dǎo)電的晶粒和絕緣的晶界形成的微小電容通過串并聯(lián)組成。并且研究發(fā)現(xiàn)通過增加CCTO晶界層的電阻能夠明顯降低其介電損耗。利用高絕緣性、低介電損耗有機高分子聚合物與CCTO材料復(fù)合來增加晶粒之間的電阻以降低CCTO的介電損耗逐漸成為研究熱點。本論

3、文針對CCTO纖維的制備方法及其與高分子聚合物復(fù)合材料的介電性能主要做了以下研究內(nèi)容：
　?。?）首先探究了靜電紡絲法制備維納纖維的影響因素，利用聚乙烯吡咯烷酮（PVP）配制的紡絲前驅(qū)體溶液，探究了PVP濃度、靜電紡絲速度和紡絲電壓等因素對制備的PVP維納纖維的長度、直徑等微觀形貌的影響，經(jīng)過研究掌握了靜電紡絲法制備微觀形貌可控的維納纖維的關(guān)鍵工藝參數(shù)。
　　（2）采用靜電紡絲法制備了CCTO納米纖維，實驗發(fā)現(xiàn)在PVP含量為

4、35％、電壓為12 kV、退火升溫速率為5℃/min、并且在900℃保溫2小時條件下,能夠得到結(jié)晶度良好、纖維直徑均勻的 CCTO納米纖維。通過掃面電子顯微鏡分析發(fā)現(xiàn)CCTO維納纖維的直徑~100 nm,并且通過EDS分析Ca:Cu:Ti:O的原子比接近于1:3:4:12。TEM表征顯示所制備的CCTO維納纖維具有單晶結(jié)構(gòu)，晶粒大小均勻，晶格常數(shù)為7.39?，根據(jù)謝樂公式計算得到晶粒尺寸在98.34 nm左右。
　　（3）制備了C