靜電紡絲技術(shù)制備多鐵性YMnO3納米纖維與表征.pdf

1、多鐵性材料是指材料的同一個相中包含兩種及兩種以上鐵的基本性能(反鐵電性、反鐵磁性、鐵彈性等)。它不但具備各種單一的鐵性,而且通過鐵性的耦合復(fù)合協(xié)同作用,還同時具有一些新的效應(yīng),大大拓寬了它的應(yīng)用范圍。YMnO3是一種集鐵電性與反鐵磁性于一體的多鐵性材料,其介電常數(shù)低,只有單一的極化軸,沒有揮發(fā)性的元素等特點而成為非揮發(fā)性記憶存儲器的候選材料。YMnO3薄膜的制備及其物性的研究是近年來科研人員關(guān)注的熱點之一,然而對其一維材料的研究還很少見

2、報道。
　　 一維納米材料由于其獨特的優(yōu)良性質(zhì)而在光學(xué)、復(fù)合材料、傳感器、催化劑等方面有廣闊的應(yīng)用前景。目前制備一維納米材料的方法很多,在眾多方法中靜電紡絲法被認(rèn)為是制備各種形貌的納米纖維的一種簡單易行的方法,其設(shè)備的廉價,操作方法的簡單,效果的顯著。靜電紡絲法可以制備得到超長的,定向排列的,形貌和尺寸都可控的且直徑較細的納米纖維,且其還可以很容易制備多組分體系的納米纖維,而后除去其中一組分便可得多孔納米線,多孔納米管,這種非織

3、造布的有納米級微孔的多孔材料,比表面積很大,有很廣泛的用途。
　　 本論文通過溶膠一凝膠法結(jié)合靜電紡絲技術(shù)制備了YMnO3和Y1-xCexMnO3無機納米纖維。搭建了內(nèi)嵌4根平行排列細銅絲的噴絲頭的靜電紡絲及有序收集裝置。實驗研究了靜電紡絲的影響參數(shù),總結(jié)出此實驗條件下的最佳紡絲參數(shù):溶液濃度為26 wt.％,紡絲電壓為15 kV,接收距離為10 cm,收集板轉(zhuǎn)速的為1000rpm。并在最佳紡絲參數(shù)條件下制備出表面光滑,定向排列

4、,形貌均一,平均直徑都在150～200 nm且纖維的長度可以達數(shù)米的YMnO3/PVP及Y1-xCexMnO3/PVP復(fù)合納米纖維。然后對復(fù)合納米纖維在不同溫度下進行熱處理,最后得到直徑為70～100 nm,表面光滑,呈蓮藕狀的無機納米纖維。
　　 通過振動樣品磁強計和鐵電測試系統(tǒng)分別測試并分析了YMnO3和Y1-xCexMnO3納米纖維的磁性能與鐵電性能。實驗發(fā)現(xiàn):H-YMnO3單晶納米纖維在300 K時,M-H曲線有明顯的回