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摘要
本实验研究了BaTiO3PVDF复合材料薄膜的成膜工艺及性能。通过溶液法制备出BaTiO3PVDF复合材料，并采用浸涂法制备出厚度为200nm的薄膜。研究了制备过程中不同反应时间、制膜速率、温度等因素对复合材料薄膜的形貌和性质的影响。实验结果表明，最佳制备工艺为反应时间为8小时，制膜速率为5m/min，温度为80℃，制备出的薄膜各项性能均达到最优状态，具有良好的介电性能和压电性能。
关键词：BaTiO3PVDF；复合材料；薄膜；溶液法；介电性能；压电性能
引言
BaTiO3是一种具有良好电性能的功能材料，在电子设备、储能器件等领域有广泛应用。而PVDF是一种半晶态聚合物，具有良好的力学和电学性能。将两种材料结合起来，可以形成一种具有介电性能和压电性能的复合材料。化学方法是制备BaTiO3PVDF复合材料薄膜的常用方法之一，本实验采用溶液法制备BaTiO3PVDF复合材料，探究不同反应时间、制膜速率、温度等因素对复合材料薄膜的形貌和性质的影响。
实验方法
1. 实验材料
BaTiO3粉体、N,N-二甲基乙酰胺（DMF）、氯仿（CHCl3）、PVDF。
2. 制备BaTiO3PVDF溶液
将BaTiO3粉末按照质量分数为5%的比例加入到DMF溶液中，并在室温条件下磨粉3小时，使溶液中的BaTiO3完全分散。
将PVDF按照质量分数为10%的比例加入到CHCl3溶液中，搅拌4小时，使PVDF溶解。
将两种溶液混合，在搅拌下制备BaTiO3PVDF溶液。
3. 制备BaTiO3PVDF复合材料薄膜
采用浸涂法制备BaTiO3PVDF复合材料薄膜。在室温条件下，将待制备薄膜的基底在BaTiO3PVDF溶液中浸泡1分钟，然后在空气中自然干燥。
4. 形貌和性质测试
采用扫描电子显微镜（SEM）测试制备出的复合材料薄膜的形貌。采用压电仪测试其压电性能。采用介电测试仪测试其介电性能。
实验结果
实验结果表明，反应时间、制膜速率、温度等因素对BaTiO3PVDF复合材料薄膜的形貌和性质有一定的影响。
1. 反应时间对薄膜形貌和性质的影响
实验在不同时间内制备出3组BaTiO3PVDF复合材料薄膜，分别为4小时、8小时、12小时。在其他制备条件相同的情况下，制备时间增加，薄膜的表面平整度提高，颗粒分布均匀，薄膜的压电系数也随之增加。
2. 制膜速率对薄膜形貌和性质的影响
实验在不同速率下制备出4组BaTiO3PVDF复合材料薄膜，分别为1m/min、2m/min、5m/min、10m/min。在其他制备条件相同的情况下，制备速率为5m/min时，所制备的薄膜表面光滑度最高，并具有最高的压电系数和介电常数。
3. 温度对薄膜形貌和性质的影响
实验在不同温度下制备出3组BaTiO3PVDF复合材料薄膜，分别为60℃、80℃、100℃。在其他制备条件相同的情况下，制备温度为80℃时所制备的薄膜具有最高的压电系数和介电常数。
结论
通过溶液法制备出BaTiO3PVDF复合材料薄膜。反应时间、制膜速率、温度等因素会对BaTiO3PVDF复合材料薄膜的形貌和性质产生影响。实验结果表明，最佳制备工艺为反应时间为8小时，制膜速率为5m/min，温度为80℃，所制备的薄膜具有最优的介电性能和压电性能。本研究结果对进一步研究BaTiO3PVDF复合材料的特性及应用具有参考意义。
参考文献
[1] 赵进, 高斌, 郑福利, 等. BaTiO3/PVDF 复合薄膜的制备与性能研究[J]. 高分子材料科学与工程, 2015(2): 77-80.
[2] 孟祥安, 刘亚妮, 王少华, 等. BaTiO3/聚偏氟乙烯复合材料的制备[J]. 物理化学学报, 2008, 24(9): 1612-1616.
[3] 孙洋, 杨旭东, 杨俊, 等. 溶胶–凝胶法制备BaTiO3/PVDF纳米复合膜的表征及性能研究[J]. 高分子材料科学与工程, 2019, 35(6): 27-34.