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本论文结合有机/无机复合薄膜的优点和染料的大平面共轭的结构特点,以正硅酸乙酯,钛酸正丁酯为无机前驱体,偶氮类染料为有机小分子,采用Sol-Gel方法制备有机/无机复合热释电材料,偶氮类染料为材料提供偶极电荷,并且起到降低介电损耗的作用,无机组分产生高度交联的网络,有利于提高材料的稳定性,宽化使用温度范围,并且不致使热释电系数过多的降低。本论文的主要研究内容如下:
第一部分主要综述了热释电效应的有关知识,热释电材料的有关研究进展,有机/无机复合材料的研究进展,Sol-gel法制备杂化材料的优点,并简要介绍了偶氮染料的结构特点及其应用范围。
第二部分介绍了有机染料分子的设计,理论计算及改性,并对改性后的分子进行了表征,确证了目标产物的生成。
第三部分分别介绍了用溶胶-凝胶法制备含四种不同染料的杂化材料的制备过程,所需原料和仪器及测试表征手段
第四部分详细探讨了四种不同体系的制备工艺条件,提出了制备的最优化条件。并对最优条件下测得的材料和薄膜进行了相关的性能测试,包括红外,紫外等结构性能分析,热性能分析,表面性能分析,热释电性能分析等。结果表明所制备的杂化材料与相同体系的材料对比,没有相分离,高温稳定性和经时稳定性较好,且热释电性能优良,工作温度范围宽。此外,在含四种染料的薄膜中,含改性直接大红4B的Ti02杂化薄膜的高温稳定性,取向稳定性和热释电性能最好,这些都为染料在热释电材料方面的应用提供一定的理论参考。
第五部分对所作的工作进行了总结,提出用溶胶-凝胶法制备含偶氮染料的有机/无机杂化热释电材料是本文的一个创新之处。