聚酰亚胺纳米复合薄膜的制备与性能研究的开题报告.docx

钛酸钡/聚酰亚胺纳米复合薄膜的制备与性能研究的开题报告

一、研究背景与意义

钛酸钡（BaTiO3）是一种具有优异电学性能的重要铁电材料，具有较高的介电常数和压电常数，广泛用于电容器、感应器、滤波器等领域。随着科技的不断发展，人们对于铁电材料的性能要求也越来越高。为了满足这些要求，人们开始探索新型的铁电材料。

聚酰亚胺（PI）是一种高温高性能的聚合物，具有很高的热稳定性、抗氧化性、介电常数和介质损耗角正切值等优异性能。因此，在铁电材料领域中，利用钛酸钡和聚酰亚胺制备纳米复合薄膜，可以将二者的性能有机地结合在一起，从而获得比单独使用钛酸钡和聚酰亚胺具有更高性能的材料。

二、研究目的和内容

本研究的目的是制备钛酸钡/聚酰亚胺纳米复合薄膜，并研究其结构和性能。具体内容包括：

1.通过化学合成法制备纳米级钛酸钡粉体；

2.制备聚酰亚胺稀溶液，并调整其浓度和粘度；

3.采用溶胶-凝胶法制备钛酸钡/聚酰亚胺纳米复合薄膜；

4.通过扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射（XRD）、傅里叶变换红外光谱仪（FT-IR）等仪器对复合膜的结构和形貌进行表征；

5.测量复合薄膜的介电常数、介质损耗角正切值和压电性能等电学性能。

三、研究方法与技术路线

1.制备钛酸钡粉体。采用水热法，在钛酸四丁酯（TBOT）、氢氧化钡（Ba（OH）2）和NaOH的存在下，反应生成纳米级的BaTiO3粉体。通过XRD对粉体进行结构表征，然后对其进行干燥和煅烧处理，得到钛酸钡粉体。

2.制备聚酰亚胺稀溶液。采用N-甲基吡咯烷酮（NMP）作为溶剂，将聚酰亚胺溶解于其中，并通过旋涂技术制备薄膜前的稀溶液。

3.制备钛酸钡/聚酰亚胺纳米复合薄膜。将钛酸钡粉体和聚酰亚胺稀溶液混合后，进行溶胶-凝胶法制备。将混合物旋涂在硅基板上，并进行烘干和煅烧处理，得到钛酸钡/聚酰亚胺纳米复合薄膜。

4.表征分析。对制备的钛酸钡/聚酰亚胺纳米复合薄膜进行表征，包括SEM和XRD对其结构、形貌的分析和FT-IR对其化学结构的分析。

5.测量电学性能。采用LCR桥进行电性能测试，包括介电常数、介质损耗角正切值和压电性能的测试。

四、研究预期结果

本研究将制备钛酸钡/聚酰亚胺纳米复合薄膜，并研究其结构和性能。预期结果包括：

1.成功制备出钛酸钡/聚酰亚胺纳米复合薄膜；

2.表征出钛酸钡/聚酰亚胺纳米复合薄膜的形貌和化学结构；

3.测量出钛酸钡/聚酰亚胺纳米复合薄膜的电学性能；

4.对钛酸钡/聚酰亚胺纳米复合薄膜的电学性能进行分析和讨论。