【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及铁电复合陶瓷材料制备，具体涉及一种五层ba0.6sr0.4tio3@da/pvdf复合材料、制备方法及应用。
技术介绍
1、目前大多数无机陶瓷材料，如钛酸钡(batio3)、钛酸锶钡(baxsr1-xtio3)，其抗击穿电场强度低、能量储存性能较差、柔性差，而聚合物基介电材料具有功能密度高、弹性好、充放电响应时间快、质量轻等特点，但其自身的介电常数低、极化强度低，导致储能密度较低。
2、公开号为[zl201610130454.x]的专利申请，公开了一种高介电可调性的陶瓷/高聚物功能复合材料及制备方法，通过γ-氨丙基三乙氧基硅烷对钛酸锶钡陶瓷粉体进行表面改性，改善了钛酸锶钡陶瓷/聚偏氟乙烯复合材料的介电性能，然而这种复合材料在较高的陶瓷相含量(40vol％)下单位电场介电可调性仅为10.6％，远小于传统钛酸锶钡陶瓷的介电可调性(～25％)，如果继续增大复合材料中的陶瓷相含量，则复合材料内部结构容易出现宏观不均匀的现象，导致击穿场强严重下降，在较低的击穿场强下储能密度过低，如储能密度仅为5.28j/cm3，难以稳定批量化生产，无法满足当今介质移相器和可调谐电的应用要求。
技术实现思路
1、为了克服上述现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种五层ba0.6sr0.4tio3@da/pvdf复合材料、制备方法及应用，以ba0.6sr0.4tio3粉体为填料，使用多巴胺进行包覆，并以pvdf为基体，制备出具有高击穿强度、高介电常数、优异的极化强度、较大的能量储存
2、为了实现上述目的，本专利技术采取的技术方案为：
3、一种五层ba0.6sr0.4tio3@da/pvdf复合材料，包括玻璃基板，流延在玻璃基板上的第一层复合材料，流延在第一层复合材料上的第二层复合材料，流延在第二层复合材料上的第三层复合材料，流延在第三层复合材料上的第四层复合材料，流延在第四层复合材料上的第五层复合材料，所述第一层复合材料至第五层复合材料均包括ba0.6sr0.4tio3@da粉体及pvdf；所述的第一层复合材料中ba0.6sr0.4tio3@da粉体占第一层中pvdf质量分数与第五层复合材料中ba0.6sr0.4tio3@da粉体占第五层中pvdf质量分数相同，均为a％，第二层复合材料中ba0.6sr0.4tio3@da粉体占第二层中pvdf质量分数与第四层复合材料中ba0.6sr0.4tio3@da粉体占第四层中pvdf质量分数相同，均为b％，第三层复合材料中ba0.6sr0.4tio3@da粉体占第三层中pvdf质量分数为c％，且2a+2b+c＝5。
4、所述的ba0.6sr0.4tio3@da粉体包括ba0.6sr0.4tio3粉体以及多巴胺da缓冲溶液，按质量比计，ba0.6sr0.4tio3粉体：多巴胺da缓冲溶液＝(1.008～1.009)：(10.54～10.60)。
5、一种五层ba0.6sr0.4tio3@da/pvdf复合材料的制备方法，包括以下步骤：
6、步骤1：制备ba0.6sr0.4tio3粉体：
7、按质量份数计，12.6-15.2份的hc2o4·h2o加入容器内，接着称取150～200份的蒸馏水和40～80份的无水乙醇作为溶剂加入容器内，水浴条件下加热搅拌使其充分溶解，得到a溶液；
8、将17～30.6份的钛酸四丁酯溶解于80～103份的无水乙醇溶液中，加热搅拌混合均匀，得到b溶液；
9、将100～140份的蒸馏水、4.23～10.58份的sr(no3)2以及7.84～18.29份ba(no3)2混合，升温搅拌使其充分溶解，得到c溶液；
10、将得到的a溶液与b溶液进行混合，混合搅拌均匀后，加入氨水调ph到3.5～4.9，水浴反应得到d溶液；按照质量比计，a溶液：b溶液＝(2.1～2.2):1；
11、将得到的c溶液滴加到d溶液中，水浴温度控制在80～99℃反应1-5h，将得到的混合溶液陈化处理24～48h，过滤、洗涤后置于80℃～100℃烘干，得到ba0.6sr0.4tio(c2o4)2·4h2o前驱体，将得到的ba0.6sr0.4tio(c2o4)2·4h2o前驱体在850～950℃下进行煅烧，得到ba0.6sr0.4tio3粉体；
12、步骤2：制备ba0.6sr0.4tio3@da粉体：
13、将步骤1制备的ba0.6sr0.4tio3粉体分散在乙醇水溶液中，按照质量比计，乙醇：水溶液＝1：(1～1.8)，ba0.6sr0.4tio3粉体：乙醇水溶液＝(1-1.4)：100，搅拌并超声破碎4～8h后烘干，得到羟基化的ba0.6sr0.4tio3粉体，将羟基化的ba0.6sr0.4tio3粉体分散于多巴胺的缓冲溶液中，按照质量比计，羟基化的ba0.6sr0.4tio3粉体：多巴胺的缓冲溶液＝(1.008～1.009)：(10.54～10.60)，超声搅拌10～21h，最后，将该溶液离心后烘干即得到ba0.6sr0.4tio3@da粉体；
14、步骤3：制备pvdf/dmf混合溶液：
15、将干燥后的pvdf粉体与n,n-二甲基甲酰胺dmf溶剂混合，磁力搅拌30～44min至pvdf粉体充分溶解，得到pvdf/dmf混合溶液，按照质量比计，干燥后的pvdf粉体：n,n-二甲基甲酰胺dmf溶剂＝(0.5～0.74)：(4.74～6.64)；
16、步骤4：将步骤2制备的ba0.6sr0.4tio3@da粉体加入到步骤3制备的pvdf/dmf混合溶液中，得到ba0.6sr0.4tio3@da粉体分散均匀的悬浊液，将得到的ba0.6sr0.4tio3@da粉体分散均匀悬浊液用流延法流延在玻璃基底上，得到五层ba0.6sr0.4tio3@da/pvdf复合材料。
17、所述步骤2中的多巴胺的缓冲溶液为盐酸多巴胺缓冲溶液。
18、所述步骤4的具体过程为：
19、将步骤2制备的ba0.6sr0.4tio3@da粉体加入到步骤3制备的pvdf/dmf混合溶液中，按质量比计，ba0.6sr0.4tio3@da粉体：pvdf/dm混合溶液＝(0-0.02289):(5.24-7.37)，磁力搅拌4～9h，再超声分散30～70min，交替进行，重复上述操作重复3-5次，最后磁力搅拌12～24h，得到ba0.6sr0.4tio3@da粉体分散均匀的悬浊液，将得到的ba0.6sr0.4tio3@da粉体分散均匀悬浊液用流延机流延在玻璃基底上，在真空中、60～90℃条件下，保温3～5min后取出，再在第一层复合材料的表面流延第二层复合材料，在真空中、60～90℃条件下，保温3～5min后取出，再在第二层复合材料的表面流延第三层复合材料，本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种五层Ba0.6Sr0.4TiO3@DA/PVDF复合材料，包括玻璃基板，流延在玻璃基板上的第一层复合材料，流延在第一层复合材料上的第二层复合材料，流延在第二层复合材料上的第三层复合材料，流延在第三层复合材料上的第四层复合材料，流延在第四层复合材料上的第五层复合材料，所述第一层复合材料至第五层复合材料均包括Ba0.6Sr0.4TiO3@DA粉体及PVDF；其特征在于，所述的第一层复合材料中Ba0.6Sr0.4TiO3@DA粉体占第一层中PVDF质量分数与第五层复合材料中Ba0.6Sr0.4TiO3@DA粉体占第五层中PVDF质量分数相同，均为a％，第二层复合材料中Ba0.6Sr0.4TiO3@DA粉体占第二层中PVDF质量分数与第四层复合材料中Ba0.6Sr0.4TiO3@DA粉体占第四层中PVDF质量分数相同，均为b％，第三层复合材料中Ba0.6Sr0.4TiO3@DA粉体占第三层中PVDF质量分数为c％，且2a+2b+c＝5。
2.根据权利要求1所述的一种五层Ba0.6Sr0.4TiO3@DA/PVDF复合材料，其特征在于，所述的Ba0.6Sr0.4TiO3
3.根据权利要求1所述的一种五层Ba0.6Sr0.4TiO3@DA/PVDF复合材料，其特征在于，所述的第一层复合材料中Ba0.6Sr0.4TiO3@DA粉体占第一层中PVDF质量分数与第五层复合材料中Ba0.6Sr0.4TiO3@DA粉体占第五层中PVDF质量分数相同，均为0％，第二层复合材料中Ba0.6Sr0.4TiO3@DA粉体占第二层中PVDF质量分数与第四层复合材料中Ba0.6Sr0.4TiO3@DA粉体占第四层中PVDF质量分数相同，均为1％，第三层复合材料中Ba0.6Sr0.4TiO3@DA粉体占第三层中PVDF质量分数为3％。
4.一种五层Ba0.6Sr0.4TiO3@DA/PVDF复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述的一种五层Ba0.6Sr0.4TiO3@DA/PVDF复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤2中的多巴胺的缓冲溶液为盐酸多巴胺缓冲溶液。
6.根据权利要求4所述的一种五层Ba0.6Sr0.4TiO3@DA/PVDF复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤4的具体过程为：
7.根据权利要求6所述的一种五层Ba0.6Sr0.4TiO3@DA/PVDF复合材料的制备方法，其特征在于，所述流延第一层复合材料时控制流延机刮刀的高度为10～15μm，流延第二层复合材料时控制流延机刮刀的高度为14～21μm，流延第三层复合材料时控制流延机刮刀的高度为18～27μm，流延第四层复合材料时控制流延机刮刀的高度为22～33μm，流延第五层复合材料时控制流延机刮刀的高度为26～39μm，即每流延一层复合材料流延机刮刀的高度便增加4～6μm。
8.一种五层Ba0.6Sr0.4TiO3@DA/PVDF复合材料的制备方法，包括以下步骤：
9.一种五层Ba0.6Sr0.4TiO3@DA/PVDF复合材料的应用，其特征在于，将权利要求1至8所述的任意一种五层Ba0.6Sr0.4TiO3@DA/PVDF复合材料制成不同规格的样品，在其表面喷金。
10.根据权利要求9所述的一种五层Ba0.6Sr0.4TiO3@DA/PVDF复合材料的应用，其特征在于，在所述样品的上表面和下表面喷金，样品上下表面分别形成一个圆形电极，形成小的电容器。
...【技术特征摘要】
1.一种五层ba0.6sr0.4tio3@da/pvdf复合材料，包括玻璃基板，流延在玻璃基板上的第一层复合材料，流延在第一层复合材料上的第二层复合材料，流延在第二层复合材料上的第三层复合材料，流延在第三层复合材料上的第四层复合材料，流延在第四层复合材料上的第五层复合材料，所述第一层复合材料至第五层复合材料均包括ba0.6sr0.4tio3@da粉体及pvdf；其特征在于，所述的第一层复合材料中ba0.6sr0.4tio3@da粉体占第一层中pvdf质量分数与第五层复合材料中ba0.6sr0.4tio3@da粉体占第五层中pvdf质量分数相同，均为a％，第二层复合材料中ba0.6sr0.4tio3@da粉体占第二层中pvdf质量分数与第四层复合材料中ba0.6sr0.4tio3@da粉体占第四层中pvdf质量分数相同，均为b％，第三层复合材料中ba0.6sr0.4tio3@da粉体占第三层中pvdf质量分数为c％，且2a+2b+c＝5。
2.根据权利要求1所述的一种五层ba0.6sr0.4tio3@da/pvdf复合材料，其特征在于，所述的ba0.6sr0.4tio3@da粉体包括ba0.6sr0.4tio3粉体以及多巴胺da缓冲溶液，按质量比计，ba0.6sr0.4tio3粉体：多巴胺da缓冲溶液＝(1.008～1.009)：(10.54～10.60)。
3.根据权利要求1所述的一种五层ba0.6sr0.4tio3@da/pvdf复合材料，其特征在于，所述的第一层复合材料中ba0.6sr0.4tio3@da粉体占第一层中pvdf质量分数与第五层复合材料中ba0.6sr0.4tio3@da粉体占第五层中pvdf质量分数相同，均为0％，第二层复合材料中ba0.6sr0.4tio3@da粉体占第二层中pvdf质量分数与第四层复合材料中ba0.6...
【专利技术属性】
技术研发人员：王卓，刘壮，易志辉，亢金腾，薛颖，叶荣辉，赵婷，宁泽宇，王娇娇，
申请(专利权)人：陕西科技大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。