[发明专利]一种制备铁电铁磁复合纳米纤维的方法

摘要

本发明提供了一种简单、方便、成本低廉、可连续生产铁电铁磁复合纳米纤维的方法，包括以下工艺步骤：①铁电前驱体溶液的配制；②铁磁前驱体溶液的配制；③铁电铁磁复合溶液的配制；④静电纺丝制备铁电铁磁复合纳米纤维；⑤煅烧获得性能稳定的铁电铁磁复合纳米纤维。本发明制备的铁电铁磁复合纳米纤维可以使铁电相和铁磁相在分子乃至原子尺度上均匀复合，接触面积大大增加，从而使磁电耦合系数更高。本发明技术在转换器、衰减器、过滤器、场探针、自旋阀及双态存贮器等领域拥有广阔的应用前景。

主权项

1、一种制备铁电铁磁复合纳米纤维的方法，其特征在于包括以下工艺步骤：a.铁电前驱体溶液的配制：按照Pb(ZrxTi1-x)O3分子式中摩尔比Pb∶Zr∶Ti为1∶x∶1-x称量醋酸铅、硝酸锆和钛酸四丁酯，将钛酸四丁酯和硝酸锆溶于乙二醇甲醚，加热搅拌至完全溶解；将醋酸铅溶于冰醋酸，加热搅拌至完全溶解，置于110-130℃烘箱中4-6分钟去结晶水，然后将醋酸铅溶液缓慢滴加到乙二醇甲醚溶液中，滴加过程中搅拌并加热，乙二醇甲醚和冰醋酸的体积比控制在4.8-5.2∶1，得到澄清透明的溶液，将溶液静置3～7天后过滤得到Pb(ZrxTi1-x)O3铁电前驱体溶液，其中X的范围为：0.2≤X≤0.6；b.铁磁前驱体溶液的配制：按照CoFe2O4NiFe2O4分子式中摩尔比Co∶Fe为1∶2或Ni∶Fe为1∶2称量铁氧体的金属硝酸盐，溶于乙醇和水的混合溶液中，乙醇和水的体积比控制在1.8-2.2∶1，加入柠檬酸作为螯合剂，其摩尔数为金属阳离子的总摩尔数，将溶液搅拌均匀，溶液静置后过滤得到铁磁前驱体溶液；c.铁电铁磁复合溶液的配制：铁电前驱体溶液加入到铁磁前驱体溶液中，充分搅拌并加入乙醇胺调节溶液的PH值至3.5～4.0，再将溶于乙醇的聚乙烯吡咯烷酮溶液加入铁电铁磁复合溶液中，其阳离子摩尔浓度为0.3～1.2mol/L，搅拌均匀得到电纺前驱体溶液；d.静电纺丝制备铁电铁磁复合纳米纤维：将上述电纺前驱体溶液装入塑料注射器中，将镀铂硅衬底放在负极接收装置上，控制外加直流电压，蠕动泵推进速度、接收距离，得到含聚乙烯吡咯烷酮的铁磁铁电复合纳米纤维；e.铁电铁磁复合纳米纤维的煅烧：将复合纳米纤维在390-410℃煅烧0.4-0.6小时去聚乙烯吡咯烷酮，再在550～650℃空气中煅烧1.5-2.5小时，获得性能稳定的铁电铁磁复合纳米纤维。