[发明专利]一种PVDF基铁电高分子纳米复合材料及其制备方法和在全固态电卡制冷器件中的应用

权利要求书

1.一种PVDF基铁电高分子纳米复合材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

1)将铋源和铁源通过液相反应形成溶胶，所述溶胶依次经过干燥、预热及退火处理，得到BFO纳米颗粒；

2)将钡源、钛源及锆源通过液相反应形成溶胶，在溶胶加入BFO纳米颗粒以及高分子材料混合均匀，得到前驱体溶液；将前驱体溶液进行静电纺丝，得到BFO@BZT纳米纤维，将所述BFO@BZT纳米纤维进行热处理；

3)将热处理过的BFO@BZT纳米纤维材料超声分散至PVDF溶液中，得到复合悬浮液；将复合悬浮液进行静电纺丝，得到BZT@BFO/PVDF纤维；将BZT@BFO/PVDF纤维经过收集、组装和热压，形成薄膜。

2.根据权利要求1所述的一种PVDF基铁电高分子纳米复合材料的制备方法，其特征在于：

步骤1)中，干燥的温度为60℃～120℃、预热的温度为300℃～400℃及退火的温度为600℃～800℃；

步骤1)中，铋源和铁源的摩尔比为1:1。

3.根据权利要求1所述的一种PVDF基铁电高分子纳米复合材料的制备方法，其特征在于：

步骤2)中，热处理的温度为600℃～800℃，升温速率为5℃/min～20℃/min，保温时间为20分钟～60分钟；

步骤2)中，钡源、钛源及锆源的摩尔比为1:0.79:0.21；

步骤2)中，高分子材料在溶胶中的添加量浓度为0.02～0.05mol/L；

步骤2)中，BFO纳米颗粒在溶胶中的添加量与BFO@BZT纳米纤维中BZT的质量比为1:3～4；

所述高分子材料为聚乙烯吡咯烷酮。

4.根据权利要求1所述的一种PVDF基铁电高分子纳米复合材料的制备方法，其特征在于：所述PVDF溶液的浓度为0.02mol/L～0.05mol/L。

5.根据权利要求1所述的一种PVDF基铁电高分子纳米复合材料的制备方法，其特征在于：BFO@BZT纳米纤维与PVDF的体积比为5 20:100。

6.根据权利要求1所述的一种PVDF基铁电高分子纳米复合材料的制备方法，其特征在于：所述热压过程中施加的压力为10MPa～30MPa，温度为150～250℃，时间为20～60分钟。

7.一种PVDF基铁电高分子纳米复合材料，其特征在于：由权利要求1～6任一项所述制备方法得到。

8.根据权利要求7所述的一种PVDF基铁电高分子纳米复合材料，其特征在于：所述PVDF基铁电高分子纳米复合材料的厚度为10μm～30μm。

9.根据权利要求7所述的一种PVDF基铁电高分子纳米复合材料，其特征在于：所述PVDF基铁电高分子纳米复合材料由BFO@BZT纳米纤维均匀分散在PVDF材料中构成，所述BFO@BZT纳米纤维由BFO纳米颗粒原位包覆在BZT纳米纤维上构成。

10.权利要求7～9任一项所述的一种PVDF基铁电高分子纳米复合材料的应用，其特征在于：应用于制备全固态电卡制冷器件。