[发明专利]一种具有超高介电常数有机/无机铁电复合材料、其制备方法及应用

权利要求书

1.一种有超高介电常数有机/无机铁电复合材料，其特征在于，其为将具有铁电性能的无机粉体填料于有机铁电大分子与铁电高分子聚合物形成的基体复合物中，形成新型的有机/无机铁电复合材料，其相对介电常数大于10⁵；

所述无机粉体为BaTiO₃、SrTiO₃、Ba_1-xSr_xTiO₃、BaTi_1-yZr_yO₃、LiNbO₃、KNbO₃或K_1-xNa_xNbO₃中的至少一种；

所述有机铁电大分子为DIPAB、DIPAC、TGS或RS中的至少一种；

所述铁电高分子聚合物为聚偏氟乙烯、PVDF的共聚物或聚乳酸中的至少一种；

所述PVDF的共聚物为偏氟乙烯和三氟乙烯共聚物、或聚偏氟乙烯和六氟丙烯共聚物；

所述有机铁电大分子与铁电高分子聚合物的体积比为1～9：9～1；具有铁电性能的无机粉体在复合材料中的质量填充比例为20％～95％。

2.一种具有超高介电常数有机/无机铁电复合材料的制备方法，其特征在于，其包括如下步骤：

S1、将无机铁电氧化物纳米粉体进行热处理，使其具有铁电性；

或已经具有铁电性的无机铁电氧化物粉体备用；

S2、将具有铁电性的有机铁电大分子和铁电高分子聚合物溶解或分散到溶剂中，形成有机基体溶液或溶胶；

S3、将步骤S1中获得的所述无机铁电氧化物纳米粉体，加入到S2所述的有机基体溶液或溶胶中，超声振荡后，使溶剂蒸发，获得复合材料粉体；

S4、将S3中所获得的复合材料粉体，通过压制形成具有超高介电常数的新型复合材料。

3.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，在步骤S1中，所述无机铁电氧化物为BaTiO₃、SrTiO₃、Ba_1-xSr_xTiO₃、BaTi_1-yZr_yO₃、LiNbO₃、KNbO₃、K_1-xNa_xNbO₃中的至少一种；所述热处理的温度为25℃～1350℃。

4.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，在步骤S2中，所述有机铁电大分子为DIPAB、DIPAC、TGS或RS中的至少一种；

所述铁电高分子聚合物为PVDF、PVDF的共聚物或PLA中的至少一种；

所述溶剂为水、乙醇、异丙醇、苯、甲苯、丙酮或甲乙酮。

5.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，在步骤S2中，所述有机铁电大分子与铁电高分子聚合物的体积比为1～9：9～1；

在步骤S3中，所述无机铁电氧化物纳米粉体在复合材料粉体的质量填充比例为20％～95％。

6.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，在步骤S3中，所述溶剂蒸发为在干燥箱中进行干燥，干燥温度为70～100℃；在步骤S4中，所述压制的条件为压力1～300MPa，温度为室温～250℃。

7.如权利要求1所述的有超高介电常数有机/无机铁电复合材料或权利要求2-5中任一项制备方法获得的材料用于制备具有超高介电常数的功能器件中的应用。

8.如权利要求7所述的应用，其特征在于，所述功能器件为独石电容器、插入式电容器或贴片式电容器。