聚偏氟乙烯(PVDF)取向膜的熔融重结晶行为研究

摘要

本工作通过透射电子显微镜(TEM)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)对取向聚偏氟乙烯(PVDF)薄膜的熔融重结晶行为进行研究，并以取向PVDF薄膜为原料，制备了具有良好铁电性能的金属-铁电器件-金属(MFM)型铁电电容器，并对其性能进行表征。
　　熔融重结晶过程中，蒸镀碳膜的取向PVDF薄膜表现出良好的取向，相对的是没有碳膜存在的取向PVDF薄膜在熔融重结晶后的无规结构。这主要是由于碳膜的存在固定了PVDF薄膜表面的分子链，在熔融过程中阻止了表层取向的松弛。在160℃等温结晶过程中，被碳层固定的样品形成edge-on结构的α晶而没有碳层固定的样品形成了flat-on结构的γ晶。而以flat-onγ晶为原料时熔融重结晶后又会继续形成flat-on的片晶。利用碳层固定分子链取向的特点，以edge-on结构的取向薄膜为原料，首次制备了具有edge-on结构的高度取向γ晶PVDF超薄膜。该过程是高温下熔体结晶与碳膜取向固定共同作用的结果。
　　通过调节熔体拉伸时的拉伸温度和拉伸速率，制备了具有较高β晶含量的取向薄膜。薄膜内β晶呈edge-on取向，c轴于平面内生长，并且其方向平行于薄膜的拉伸方向，a轴和b轴则是绕着c轴旋转生长。通过一步法制备铁电电容器，测试发现其剩余极化强度为7.3μC/cm2，矫顽电压值为150Mv/m，同时电容器具有较低的漏电流密度以及104次循环性能。

目录

声明

摘要

1．1 聚合物的结晶过程

1．1．1 熔体结晶

1．1．2 拉伸诱导结晶

1．1．3 溶液析出结晶

1．1．4 受限结晶

1．2 聚偏氟乙烯的简介及晶型转变

1．2．1 聚偏氟乙烯简介及其多晶态

1．2．2 聚偏氟乙烯的晶型转变

1．3 聚偏氟乙烯的应用

1．4 本课题的创新点和主要内容

第二章 取向PVDF薄膜熔融重结晶行为研究

2．1 引言

2．2 实验部分

2．2．1 实验材料

2．2．2 样品制备

2．2．3 碳膜的真空蒸镀过程

2．2．4 仪器及表征手段

2．3 结果与讨论

2．3．1 熔体拉伸取向PVDF薄膜的表征

2．3．2 取向PVDF薄膜熔融重结晶行为的研究

2．3．3 高度取向γ晶PVDF薄膜的制备

2．4 本章结论

第三章 基于PVDF薄膜的铁电电容器件的制备与表征

3．1 引言

3．2 实验部分

3．2．1 实验材料

3．2．2 样品制备

3．2．3 测试与表征

3．3 结果与讨论

3．3．1 取向PVDF薄膜的结构表征

3．3．2 MFM铁电器件的测试

3．4 本章结论

第四章 实验结论

参考文献

致谢

作者和导师简介