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相变材料是一类具有广阔应用前景功能材料。近年来,铁电材料在信息存储、红外传感、通讯以及压电传感等方面有着重要应用,大部分铁电材料都有相变特征,即在相变点附近,出现明显热力学性质的异样和介电异样,根据居里-外斯定律,介电常数随温度变化遵循εc=ε∞+ C/(T-Tc),样品在相变点附近的介电常数会有大的突变。
18-冠-6是一种含有6个氧原子的大环化合物,包含有6个醚基团。18-冠-6的空穴结构对离子有选择作用,冠醚最大的特点就是能与正离子,尤其是与碱金属离子络合。18-冠-6除了与钾离子之间有着很高的亲和性,也能与质子化的胺盐络合,形成包合物(inclusion compounds)。最近日本的Tomoyuki Akutagawa和Takayoshi Nakamura等对苯并18-冠-6,间氟苯胺和(n-Bu4N)TNi(dmit)形成的超分子包合物进行了研究,他们发现,这类包合物也属于分子运动型铁电体,铁电相交源于苯并18-冠-6间氟苯胺盐的180度双稳态运动形成的极化旋转单元。为了寻找具有相变的铁电材料,我们合成了含氮的冠醚包合物,并从结构和介电性质方面研究了其相交的相关特性。
本论文主要分为五部分:
第一部分介绍了相变的相关知识,介电常数与相变温度的关系(居里-外斯定律)以及国内外的研究动态;
第二部分主要介绍了实验仪器、试剂以及冠醚包合物的合成线路;
第三部分主要介绍了以间氨基苯酚为原料合成的有机分子盐的结构,介电性质和部分热力学性质;
第四部分主要介绍了以2,4,6-三甲基苯胺为原料合成的有机分子离子化合物结构及热力学性质和介电性质;
第五部分主要介绍了以对氯苯胺为原料合成的有机分子盐的结构及其介电性质;
第六部分是结论部分,总结了本论文的阶段性研究成果。