[发明专利]复合铁电厚膜及其制备方法

权利要求书

1.一种复合铁电厚膜，其特征在于，所述复合铁电厚膜包括化学通式为x wt％PbZrO₃-(100-x)wt％PVDF的材料；其中，0x≤20；采用如下制备方法制备所述的复合铁电厚膜，包括如下步骤：

S101：采用静电纺织工艺得到PbZrO₃纳米纤维，然后采用第一热处理工艺对所述PbZrO₃纳米纤维进行热处理，再研磨所述热处理后的PbZrO₃纳米纤维，以得到PbZrO₃纳米纤维粉末；

S102：将所述PVDF溶于N,N-二甲基甲酰胺溶液中并进行超声处理，得到PVDF的N,N-二甲基甲酰胺溶液，然后将所述PbZrO₃纳米纤维粉末分散到所述PVDF的N,N-二甲基甲酰胺溶液中得到混合胶体，再对所述混合胶体进行超声波处理，并进行搅拌，得到x wt％PbZrO₃-(100-x)wt％PVDF稳定胶体；其中，0＜x≤20，所述PVDF的N,N-二甲基甲酰胺溶液中PVDF的质量浓度为：0.05g/mL～0.15g/mL，所述x wt％PbZrO₃-(100-x)wt％PVDF稳定胶体中，所述x wt％PbZrO₃-(100-x)wt％PVDF的浓度为1.2mol/L～1.6mol/L；其中，所述PVDF的重均分子量为：800000～850000；

S103：采用旋涂工艺在ITO导电玻璃底电极上涂覆所述x wt％PbZrO₃-(100-x)wt％PVDF稳定胶体，以得到x wt％PbZrO₃-(100-x)wt％PVDF湿凝胶膜；

S104：采用第二热处理工艺对所述x wt％PbZrO₃-(100-x)

wt％PVDF湿凝胶膜进行热处理，以得到复合铁电厚膜；

所述复合铁电厚膜的厚度为10μm～15μm；所述复合铁电厚膜为胶体；

所述步骤S101中，所述PbZrO₃纳米纤维的制备过程具体包括如下步骤：

将乙酸铅和乙酸混合并搅拌，待所述乙酸铅完全溶解后加入正丙醇锆，搅拌后加入乳酸和乙二醇，得到PbZrO₃胶体，然后向所述PbZrO₃胶体中加入聚乙烯吡咯烷酮，再用静电纺织机将所述PbZrO₃胶体与所述聚乙烯吡咯烷酮的混合物进行静电纺织，得到PbZrO₃纳米纤维；其中，乙酸铅、正丙醇锆、乳酸和乙二醇的摩尔比为1：1：1：1，PbZrO₃胶体与聚乙烯吡咯烷酮的质量比为2:3；其中，所述聚乙烯吡咯烷酮的重均分子量为：1000000～1500000。

2.根据权利要求1所述的复合铁电厚膜的制备方法，其特征在于，所述第一热处理工艺的具体操作为：将所述PbZrO₃纳米纤维由室温升温至730℃～780℃，并在730℃～780℃温度下保温55min～65min，然后再将温度降至室温。

3.根据权利要求2所述的复合铁电厚膜的制备方法，其特征在于，在进行升温操作时的升温速率为：10℃/min；在进行降温操作时的降温速率为：10℃/min。

4.根据权利要求1所述的复合铁电厚膜的制备方法，其特征在于，所述第二热处理工艺的具体操作为：

将所述x wt％PbZrO₃-(100-x)wt％PVDF湿凝胶膜在75℃～85℃温度下保温30min～35min，然后在195℃～205℃温度下保温55min～65min，再放入冰水中迅速冷却，其中，0＜x≤20。

5.根据权利要求1-4任一项所述的复合铁电厚膜的制备方法，其特征在于，在所述步骤S104后，还包括如下步骤：依次重复所述步骤S103和所述步骤S104，以得到预定厚度的复合铁电厚膜。