Skip to main content
SUPERVISOR
Mehdi Ranjbar,Hossien Ahmadvand
مهدی رنجبر (استاد مشاور) حسین احمدوند (استاد راهنما)
 
STUDENT
Behrooz Tanazmaei
بهروز تن آزمائی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده فیزیک
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1395

TITLE

Fabrication and investigation of ferroelectric and dielectric properties of PVDF/ZnO nanocomposites and PVDF/PFN-PT composites
Polyvinylidene fluoride (PVDF) is an electroactive polymer, which has highly gotten attention by the researchers due to piezoelectric, pyroelectric, chemical stability and ferroelectric properties. But the only disadvantage of this polymer is that its electro-active properties are weaker than the ceramic counterparts. In order to eliminate this problem, it was suggested that this polymer get composed with an electro-active ceramic. The composition of electro-active ceramics and ferroelectric polymers is very important for applications, because they combine the most important features of both phases, and their properties can easily be adapted to different situations. In this study, ZnO nanoparticles were synthesized by thermal decomposition of acetates in the presence of citric acidic. The polycrystalline sample of 0.94PFN-0.06PT was also synthesized by solid-state reaction. Then the PVDF polymer was composed with ZnO nanoparticles and electro-active ceramic PFN-PT separately; so their electrical and ferroelectric properties were significantly improved. In addition, only by manipulating the solvent and PVDF polymer processing conditions, the ferroelectric phase (?) of this polymer was increased from 49% to 78%, and by adding ZnO nanoparticles up to 94%, which is a remarkable achievement. To investigate the structural, electrical and dielectric properties of materials, X-ray diffraction analysis, polarization vs electric field hysteresis and electrical permittivity vs temperature were performed. Besides, FTIR analysis also used to calculate the ?-phase percent of the samples. It should be noted that for conducting the polarization vs electric field analysis, the Sawyer-Tower arrangement was improved in this project. Finally, the samples 0.85PVDF/0.15ZnO and 0.8PVDF/0.2PFN-PT were introduced as the best samples in terms of high ?-phase and relatively great ferroelectric and dielectric properties.
پلی وینیلیدن فلوئورید (PVDF) یک پلیمر الکتروفعال است که به علت داشتن خواص پیزوالکتریک، پایروالکتریک، پایداری شیمیایی و خاصیت فروالکتریک خوب به شدت مورد توجه پژوهشگران قرار گرفته است. ولی تنها نقص این پلیمر، این است که ویژگی های الکترو فعال آن از همتایان سرامیکی ضعیف تر است. به منظور رفع این نقص، پیشنهاد شد که این پلیمر با یک سرامیک الکتروفعال ترکیب شود. ترکیب سرامیک های الکتروفعال و پلیمرهای فروالکتریک برای برنامه های کاربردی، بسیار مهم است، چراکه آن ها مهمترین ویژگی های هر دو فاز را ترکیب می کنند، نقص های یکدیگر را برطرف می کنند و خواص آن ها می تواند به راحتی با شرایط مختلف سازگارشود. در این پژوهش، نانوذرات اکسیدروی (ZnO) به روش تجزیه حرارتی استات ها در حضور اسیدسیتریک، و پودر سرامیکی به روش واکنش حالت جامد فرآوری شدند. سپس پلیمر PVDF با نانو ذرات ZnO و سرامیک الکتروفعال PFN-PT به طور مجزا ترکیب شد و خواص الکتریکی و فرو الکتریک آن به طور چشم گیری بهبود یافت. همچنین تنها با دستکاری در حلال و شرایط فرآوری پلیمر PVDF ، فاز فروالکتریک (?) این پلیمر، از 51 درصد به 78 درصد، و نیز با افزودن نانوذرات اکسیدروی تا 94 درصد افزایش داده شد که این یک دستاورد قابل توجه است. برای بررسی ویژگی های ساختاری، الکتریکی و دی الکتریک مواد، تحلیل های پراش پرتو ایکس، پسماند قطبش برحسب میدان الکتریکی و گذردهی الکتریکی برحسب دما انجام شد. همچنین برای محاسبه درصد فاز ? نمونه ها، از طیف FTIR استفاده شد. گفتنی است که برای انجام تحلیل قطبش بر حسب میدان الکتریکی، چیدمان ساویر-تاور در این پژوهش بهبود داده شد. در نهایت نمونههای 0.85PVDF/0.15ZnO و 0.8PVDF/0.2PFN-PT به عنوان بهترین نمونه ها از نظر درصد فاز بتا، خواص فروالکتریکی و دی الکتریکی معرفی شدند.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی