一种兼具铁电与铁磁性能的聚合物基柔性复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种兼具铁电性和铁磁性的聚合物基多铁性磁电复合材料。其特征在于：它由一维OD‑MFe2O4铁磁基元和含氟聚合物cPVDF材料混合成型得到，所述的一维OD‑MFe2O4铁磁基元为一维功能化材料表面生长MFe2O4(M＝Fe、Co、Ni、Mn、Zn)铁磁化合物得到的。本发明专利技术采用原位组装技术在功能化一维材料等表面负载铁氧体(MFe2O4，M＝Fe、Co、Ni、Mn、Zn)磁性纳米粒子自行合成了具有特定尺寸以及表面活性的一维材料‑磁性纳米材料(OD‑MFe2O4)，由此通过铁电聚合物基体与铁磁OD‑MFe2O4复合实现了铁磁OD‑MFe2O4在铁电聚合物基体内的均匀分散并达成无机相与有机相的良好结合，达成了铁磁相在复合体系中的高度有序，制备了兼具铁电、铁磁的全新多铁性磁电复合材料。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种具有优异磁电耦合能力的多铁性磁电复合材料，该铁性磁电复合材料可用于制备柔性薄膜、线材以及片材等。
技术介绍
多铁性材料是指同一个相中包含两种及两种以上铁的基本属性(包括铁电性、铁磁性、及铁弹性)的材料。多铁材料不但可以实现不同物理属性间的可控转化与协同，而且还可以通过材料组分的协同耦合作用产生全新的效应和功能，例如磁电效应。基于这些奇特的效应，多铁性材料广泛用于新型功能器件，如多态存储原件、宽频磁性传感器、电场可控的铁磁共振设备、双磁光/电光设备以及新型自旋电子设备等，在电子信息工业领域具有极其重要的地位。从组成上看，磁电材料可以分为本身具有磁电效应的单相磁电材料和本身不具有磁电效应而是通过不同组成相之间的耦合作用产生磁电效应的复合磁电材料。目前，单相多铁性磁电化合物的居里温度普遍偏低，磁电效应较弱，限制了其在功能器件上的实际应用。相比较而言，由铁电相和铁磁相构成的多铁性磁电复合材料成为了众多材料研究者的研究热点。然而，自然存在的和人工合成的多铁性磁电复合材料并不多。目前，多铁材料的研究工作，主要还是集中在陶瓷基复合体系上。如国家专利技术专利(专利号CN20151本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种兼具铁电性和铁磁性的聚合物基多铁性磁电复合材料，其特征在于：它由一维OD‑MFe2O4(M＝Fe、Co、Ni、Mn、Zn)铁磁基元和含氟聚合物cPVDF材料混合成型得到，所述的一维OD‑MFe2O4(M＝Fe、Co、Ni、Mn、Zn)铁磁基元为一维功能化材料表面生长MFe2O4(M＝Fe、Co、Ni、Mn、Zn)铁磁化合物得到的。

【技术特征摘要】
1.一种兼具铁电性和铁磁性的聚合物基多铁性磁电复合材料，其特征在于：它由一维OD-MFe2O4(M＝Fe、Co、Ni、Mn、Zn)铁磁基元和含氟聚合物cPVDF材料混合成型得到，所述的一维OD-MFe2O4(M＝Fe、Co、Ni、Mn、Zn)铁磁基元为一维功能化材料表面生长MFe2O4(M＝Fe、Co、Ni、Mn、Zn)铁磁化合物得到的。2.根据权利要求1所述的兼具铁电性和铁磁性的聚合物基多铁性磁电复合材料，其特征在于：所述一维功能化材料为功能化CNT材料或改性芳纶；所述的功能化CNT材料是通过混酸氧化法对碳纳米管进行改性在碳纳米管表面引入活性基团得到的；所述的改性芳纶是通过对芳纶改性：在芳纶表面包覆聚多巴胺得到的。3.权利要求1所述的兼具铁电性和铁磁性的聚合物基多铁性磁电复合材料的制备方法，其特征在于：制备步骤如下：(1)一维材料的功能化：通过混酸氧化法对碳纳米管进行改性在碳纳米管表面引入活性基团，得到功能化碳纳米管；通过对芳纶改性：在芳纶表面包覆聚多巴胺，得到改性芳纶；(2)一维OD-MFe2O4(M＝Fe、Co、Ni、Mn、Zn)铁磁基元的制备：将铁的三价化合物和金属M的二价化合物按摩尔比1：0.5加入去离子水中，金属M为钴、镍、锰、锌或铁；加入功能化一维材料sCNT或者iPPTA，逐滴加入氢氧化钠溶液，氢氧化钠的用量为M金属物质的量的40-60倍，60～90℃反应3～7h，冷却至室温后洗涤、干燥得到一维的铁磁基元OD-MFe2O4；(3)OD-MFe2O4/cPVDF磁电复合材料的制备：将一维铁磁基元OD-MFe2O4和含氟聚合物cPVDF混合，成型得到聚合物基多铁性磁电复合材料。4.根据权利要求3所述的兼具铁电性和铁磁性的聚合物基多铁性磁电复合材料的制备方法，其特征在于：所述金属M的二价化合物和功能化一维材料sCNT或者iPPTA的比例为1mol:2-10m...

【专利技术属性】
技术研发人员：董丽杰，冯锐，李立，柳扬，赵广辉，宋少坤，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42