铁电测试仪应用于电纺制备BaTiO 3纳米纤维

BaTiO₃是一种典型的铁电材料，具有高介电常数、低介电损耗和其他优异的铁电性能[1]。钛酸钡由于其优异的性能，在电容器、传感器、非易失性随机存取存储器和许多复合材料中得到了广泛的应用。纳米结构的BaTiO₃颗粒，如球体或纤维，由于其高的固有介电常数，也被用作聚合物复合材料中的介电填料，以改善复合材料的介电行为。BaTiO₃颗粒的介电性能以及几何（尺寸、形状等）性能在决定聚合物复合材料的介电行为方面起着关键作用。BaTiO₃陶瓷的介电和铁电性能已经得到了深入的研究和充分的证明。测量通常是对在相对较高的温度下烧结的致密陶瓷进行的。关于BaTiO₃纳米纤维的介电行为的报道非常有限。

通过静电纺丝合成了直径约为400nm的BaTiO₃纳米纤维^[1]。在750–1050°C的退火温度下，通过扫描电子显微镜和X射线衍射研究了BaTiO₃纳米纤维的形态和相组成的演变。退火温度越高，BaTiO3纳米纤维表面越粗糙，结晶性越好。在1050°C以下，BaTiO₃纳米纤维保持了其大的长径比，并且仍然可以被视为单独的纳米纤维。同样值得注意的是，以这种方式获得的P–E环仅代表BaTiO₃纳米纤维在短轴方向上的极化行为。根据计算，由于BaTiO₃纳米纤维沿纵向和横向的去极化场存在较大差异，BaTiO₃纳纤维沿纵向的极化行为可能大不相同。通过将多孔体试样视为BaTiO₃纳米纤维和空气的复合材料，用MG方程计算了BaTiO₃纳纤维的介电常数（εr～820）。利用铁电分析仪和原子力显微镜对BaTiO₃纳米纤维的铁电性能进行了测量。BaTiO₃纳米纤维的P–E环表现出较小的滞后。

[1]      Wei Y, Song Y, Deng X, et al. Dielectric and Ferroelectric Properties of BaTiO3 Nanofibers Prepared via Electrospinning[J]. Journal of Materials Science & Technology, 2014, 30(8): 743-747.

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