一种一维铁磁填料-铁电聚合物的多铁复合介质及其制备方法与流程

本发明属于多铁性薄膜制备技术领域；具体涉及一种一维铁磁填料-铁电聚合物的多铁复合介质及其制备方法。

背景技术：

为适应现代科学技术的飞速进步，对电子器件等硬件的要求也越来越高，在结构上不仅要做到小型化、集成化，在功能上还要同时具有多样性，因此发展同时具有多种功能的新材料迫在眉睫，而值得一提的是多铁性材料正好符合这一要求，不同铁性之间的耦合可以产生一些新的功能。例如铁电和铁磁之间的复合产生磁电耦合效应，使磁控电性或电控磁性成为可能。

然而，虽然迄今为止研究者们已经发现多种单相多铁复合材料，但其在室温下的磁电耦合效应较弱，人工构建磁电多铁复合材料已成为当今的研究热点。

技术实现要素：

本发明目的是解决提高多铁复合介质的多铁性和减小复合介质可能出现的漏电流的问题，提供了一种工艺可控性强、易于操作的、柔性的一种一维铁磁填料-铁电聚合物的多铁复合介质及其制备方法。

本发明通过以下技术方案实现：

一种一维铁磁填料-铁电聚合物的多铁复合介质的制备方法，包括如下步骤：

步骤a、制备cofe2o4纳米纤维；

步骤b、制备cofe2o4-p(vdf-trfe)基复合介质；

步骤c、制备一维铁磁填料-铁电聚合物的多铁复合介质。

本发明所述的一种一维铁磁填料-铁电聚合物的多铁复合介质的制备方法，步骤a中cofe2o4纳米纤维的制备方法包括如下步骤：

步骤a1、按照物质的量的比分别称量一定质量的六水合销酸钴、九水合硝酸铁、柠檬酸，待用；

步骤a2、将步骤a1称量好的六水合销酸钴、九水合硝酸铁加入乙醇溶液中，搅拌均匀后加入柠檬酸，继续搅拌至混合溶液澄清后，得到混合溶液，待用；

步骤a3、将步骤a2得到的混合溶液中继续加入聚乙烯吡咯烷酮，混合溶液与聚乙烯吡咯烷酮的料液比为10ml/0.4～0.6g，在常温下继续搅拌10～12小时，得到cofe2o4前驱体溶液，加入注射器中进行静电纺丝，得到cofe2o4前驱体纤维；

步骤a4、将步骤a3得到的cofe2o4前驱体纤维置于马弗炉内烧结，得到cofe2o4纳米纤维。

本发明所述的一种一维铁磁填料-铁电聚合物的多铁复合介质的制备方法，步骤a1中六水合销酸钴、九水合硝酸铁、柠檬酸的物质的量的比为1:2:3；步骤a2中六水合销酸钴、九水合硝酸铁的混合物与乙醇溶液搅拌均匀后得到的混合溶液中钴离子浓度为0.2～0.3mol/l，所述的乙醇溶液的浓度为70vol％。

本发明所述的一种一维铁磁填料-铁电聚合物的多铁复合介质的制备方法，步骤a3中所述静电纺丝，注射器的推进速度设置为0.15～0.25mm/min，接收器转速为70～120r/min，注射器至接收器的距离为7～20cm，设置注射器静电脉冲电压v+为12～20kv，接收滚筒静电脉冲电压v－为-12～-20kv；步骤a4中马弗炉烧结温度为550～750℃，烧结时间为2～5h。

本发明所述的一种一维铁磁填料-铁电聚合物的多铁复合介质的制备方法，步骤b中cofe2o4-p(vdf-trfe)基复合介质的制备方法包括如下步骤：

步骤b1、按照料液比分别称量cofe2o4纳米纤维、p(vdf-trfe)粉末、n,n-二甲基甲酰胺溶液，待用；

步骤b2、将步骤b1称量好的cofe2o4纳米纤维加入n,n-二甲基甲酰胺溶液中，超声震荡至均匀分散，然后加入步骤b1称量好的p(vdf-trfe)粉末，超声震荡至均匀分散，得到含有cofe2o4纳米纤维填充相的p(vdf-trfe)混合溶液，待用；

步骤b3、将步骤b2得到的含有cofe2o4纳米纤维填充相的p(vdf-trfe)混合溶液加入注射器中进行高速定向静电纺丝，得到cofe2o4-p(vdf-trfe)基复合湿膜，待用；

步骤b4、将步骤b3得到的cofe2o4-p(vdf-trfe)基复合湿膜放在真空烘箱内进行烘干处理，得到cofe2o4-p(vdf-trfe)基复合介质。

本发明所述的一种一维铁磁填料-铁电聚合物的多铁复合介质的制备方法，步骤b1中cofe2o4纳米纤维、p(vdf-trfe)粉末、n,n-二甲基甲酰胺溶液的料液比为0.459～6.36g:5g:50ml；步骤b2超声震荡的频率为60w，超声震荡的时间为2～20min。

本发明所述的一种一维铁磁填料-铁电聚合物的多铁复合介质的制备方法，步骤b3中高速定向静电纺丝接收器转速为2000～3000r/min，注射器的推进速度设置为0.1～0.2mm/min，注射器至接收器的距离为10～20cm，设置注射器静电脉冲电压v+为12～20kv，接收滚筒静电脉冲电压v－为-12～-20kv；步骤b4中真空干燥温度为50～80℃，干燥时间为4～48h。

本发明所述的一种一维铁磁填料-铁电聚合物的多铁复合介质的制备方法，步骤c中一维铁磁填料-铁电聚合物的多铁复合介质的制备方法为将步骤b制得的cofe2o4-p(vdf-trfe)基复合介质放置于平板硫化机中进行热压处理，热压压力15mpa，热压温度为150～180℃，热压时间为10～30min，然后通过水冷迅速降至室温，在1～10mpa下保压3～15min后，得到一维铁磁填料-铁电聚合物的多铁复合介质。

本发明所述的一种一维铁磁填料-铁电聚合物的多铁复合介质的制备方法制备的一种一维铁磁填料-铁电聚合物的多铁复合介质，所述cofe2o4纳米纤维填充相在一维铁磁填料-铁电聚合物的多铁复合介质的含量为3～30vol％。

本发明所述的一种一维铁磁填料-铁电聚合物的多铁复合介质的制备方法，相比于在转速为70～120r/min低速接收下纤维在聚合物基体内部呈现杂乱无章的排列，转速高达2000～3000r/min时纤维受到拉伸力和电场的静电力共同作用，使无机纤维彼此之间呈现高度平行排列，因此纤维在基体内朝向保持一致，而且这种材料在外电场下应用时内部有规律的纤维均与外电场方向垂直，这有利于减小复合介质的漏电流。

本发明所述的一种一维铁磁填料-铁电聚合物的多铁复合介质的制备方法制备的一种一维铁磁填料-铁电聚合物的多铁复合介质，厚度为7～28μm。

本发明所述的一种一维铁磁填料-铁电聚合物的多铁复合介质的制备方法制备的一种一维铁磁填料-铁电聚合物的多铁复合介质，纤维在聚合物基体内部呈现彼此高度平行排列，对一种一维铁磁填料-铁电聚合物的多铁复合介质的宏观性能进行测试，能够检测出所述的一种一维铁磁填料-铁电聚合物的多铁复合介质在不同方向存在各向异性，并且在其应用过程中与外加电场方向垂直。

本发明的有益效果为：

本发明所述的一种一维铁磁填料-铁电聚合物的多铁复合介质的制备方法，首先采用溶胶-凝胶法和静电纺丝技术制备具有大长径比的cofe2o4纳米纤维无机填充相，进而利用溶液法配置纳米纤维均匀分散的p(vdf-trfe)混合溶液，最终使用高速定向纺丝技术和热压法获得定向排布的一种一维铁磁填料-铁电聚合物的多铁复合介质。

本发明所述的一种一维铁磁填料-铁电聚合物的多铁复合介质的制备方法，高定向排布的纳米纤维作为一维柱状形态嵌于铁电材料p(vdf-trfe)相基体中，连通结构使得铁电相和铁磁相的两相接触面积增大，有利于产生强的磁电耦合，而纳米纤维在p(vdf-trfe)基体里面高度定向排列，能够改善漏电流，提高沿外电场方向的击穿强度。

本发明所述的一种一维铁磁填料-铁电聚合物的多铁复合介质的制备方法，所需设备价格低廉，工艺简单，易于实现，同时具有优异的铁电和铁磁性能，并且定向排列的结构能够有效地解决复合薄膜可能存在的漏电流问题，还具有无机多铁材料不具备的柔韧性，在传感器以及非易失性存储器件等领域具有巨大的应用潜力。

附图说明

图1为p(vdf-trfe)、cofe2o4纳米纤维和具体实施方式一方法制备的一种一维铁磁填料-铁电聚合物的多铁复合介质的x射线衍射对比图谱；

图2为具体实施方式一方法制备的一种一维铁磁填料-铁电聚合物的多铁复合介质的断面sem照片；

图3为p(vdf-trfe)的断面sem照片；

图4为p(vdf-trfe)和具体实施方式一方法制备的一种一维铁磁填料-铁电聚合物的多铁复合介质的电滞回线对比曲线。

图5为具体实施方式一方法制备的一种一维铁磁填料-铁电聚合物的多铁复合介质的磁滞回线曲线。

具体实施方式

下面结合附图对本发明近一步详细说明，但并不局限于此，凡是对本发明技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的保护范围中。

具体实施方式一：

一种一维铁磁填料-铁电聚合物的多铁复合介质的制备方法，包括如下步骤：

步骤a、制备cofe2o4纳米纤维；

步骤b、制备cofe2o4-p(vdf-trfe)基复合介质；

步骤c、制备一维铁磁填料-铁电聚合物的多铁复合介质。

本实施方式所述的一种一维铁磁填料-铁电聚合物的多铁复合介质的制备方法，步骤a中cofe2o4纳米纤维的制备方法包括如下步骤：

步骤a1、按照物质的量的比分别称量一定质量的六水合销酸钴、九水合硝酸铁、柠檬酸，待用；

步骤a2、将步骤a1称量好的六水合销酸钴、九水合硝酸铁加入乙醇溶液中，搅拌均匀后加入柠檬酸，继续搅拌至混合溶液澄清后，得到混合溶液，待用；

步骤a3、将步骤a2得到的混合溶液中继续加入聚乙烯吡咯烷酮，混合溶液与聚乙烯吡咯烷酮的料液比为10ml/0.45g，在常温下继续搅拌10小时，得到cofe2o4前驱体溶液，加入注射器中进行静电纺丝，得到cofe2o4前驱体纤维；cofe2o4前驱体溶液呈深红色；注射器的针头为型号23g的金属针头；

步骤a4、将步骤a3得到的cofe2o4前驱体纤维置于马弗炉内烧结，得到cofe2o4纳米纤维。

本实施方式所述的一种一维铁磁填料-铁电聚合物的多铁复合介质的制备方法，步骤a1中六水合销酸钴、九水合硝酸铁、柠檬酸的物质的量的比为1:2:3；步骤a2中六水合销酸钴、九水合硝酸铁的混合物与乙醇溶液搅拌均匀后得到的混合溶液中钴离子浓度为0.2mol/l，所述的乙醇溶液的浓度为70vol％。

本实施方式所述的一种一维铁磁填料-铁电聚合物的多铁复合介质的制备方法，步骤a3中所述静电纺丝，注射器的推进速度设置为0.16mm/min，接收器转速为120r/min，注射器至接收器的距离为14cm，设置注射器静电脉冲电压v+为13kv，接收滚筒静电脉冲电压v－为-13kv；步骤a4中马弗炉烧结温度为650℃，烧结时间为3h。

本实施方式所述的一种一维铁磁填料-铁电聚合物的多铁复合介质的制备方法，步骤b中cofe2o4-p(vdf-trfe)基复合介质的制备方法包括如下步骤：

步骤b1、按照料液比分别称量cofe2o4纳米纤维、p(vdf-trfe)粉末、n,n-二甲基甲酰胺溶液，待用；

步骤b2、将步骤b1称量好的cofe2o4纳米纤维加入n,n-二甲基甲酰胺溶液中，超声震荡至均匀分散，然后加入步骤b1称量好的p(vdf-trfe)粉末，超声震荡至均匀分散，得到含有cofe2o4纳米纤维填充相的p(vdf-trfe)混合溶液，待用；

步骤b3、将步骤b2得到的含有cofe2o4纳米纤维填充相的p(vdf-trfe)混合溶液加入注射器中进行高速定向静电纺丝，得到cofe2o4-p(vdf-trfe)基复合湿膜，待用；

步骤b4、将步骤b3得到的cofe2o4-p(vdf-trfe)基复合湿膜放在真空烘箱内进行烘干处理，得到cofe2o4-p(vdf-trfe)基复合介质。

本实施方式所述的一种一维铁磁填料-铁电聚合物的多铁复合介质的制备方法，步骤b1中cofe2o4纳米纤维、p(vdf-trfe)粉末、n,n-二甲基甲酰胺溶液的料液比为0.459g:5g:50ml；步骤b2超声震荡的频率为60w，超声震荡的时间为8min。

本实施方式所述的一种一维铁磁填料-铁电聚合物的多铁复合介质的制备方法，步骤b3中高速定向静电纺丝接收器转速为2000r/min，注射器的推进速度设置为0.2mm/min，注射器至接收器的距离为10cm，设置注射器静电脉冲电压v+为12kv，接收滚筒静电脉冲电压v－为-12kv；步骤b4中真空干燥温度为70℃，干燥时间为12h。

本实施方式所述的一种一维铁磁填料-铁电聚合物的多铁复合介质的制备方法，步骤c中一维铁磁填料-铁电聚合物的多铁复合介质的制备方法为将步骤b制得的cofe2o4-p(vdf-trfe)基复合介质放置于平板硫化机中进行热压处理，热压压力15mpa，热压温度为170℃，热压时间为25min，然后通过水冷迅速降至室温，在5mpa下保压5min后，得到一维铁磁填料-铁电聚合物的多铁复合介质。

本实施方式所述的一种一维铁磁填料-铁电聚合物的多铁复合介质的制备方法，所述cofe2o4纳米纤维填充相在一维铁磁填料-铁电聚合物的多铁复合介质的含量为3vol％。

本实施方式所述的一种一维铁磁填料-铁电聚合物的多铁复合介质的制备方法制备的一种一维铁磁填料-铁电聚合物的多铁复合介质，p(vdf-trfe)、cofe2o4纳米纤维和本实施方式方法制备的一种一维铁磁填料-铁电聚合物的多铁复合介质的x射线衍射对比图谱如图1所示，从图1中能够看出，cofe2o4纳米纤维结晶相为尖晶石结构，无其他杂质，本实施方式制备的所述的一种一维铁磁填料-铁电聚合物的多铁复合介质中具有填充相cofe2o4和p(vdf-trfe)的晶体结构，说明本实施方式所述的一种一维铁磁填料-铁电聚合物的多铁复合介质的制备方法的无机相与基体复合成功。

本实施方式所述的一种一维铁磁填料-铁电聚合物的多铁复合介质的制备方法制备的一种一维铁磁填料-铁电聚合物的多铁复合介质，断面sem照片如图2所示，图3p(vdf-trfe)的断面sem照片，从图2和图3的对比能够看出，本实施方式方法制备的一种一维铁磁填料-铁电聚合物的多铁复合介质的膜层厚度为20μm，从断面照片中能够观察到cofe2o4纳米纤维具有大长径比，在一种一维铁磁填料-铁电聚合物的多铁复合介质中呈高定向排布，且分布均匀。

本实施方式所述的一种一维铁磁填料-铁电聚合物的多铁复合介质的制备方法制备的一种一维铁磁填料-铁电聚合物的多铁复合介质，p(vdf-trfe)和所述的一种一维铁磁填料-铁电聚合物的多铁复合介质的电滞回线对比曲线如图4所示，从图4中能够看出，在相同电场下，相比于纯p(vdf-trfe)介质，所述的一种一维铁磁填料-铁电聚合物的多铁复合介质具有更大的最大极化和剩余极化，铁电性能有所改善。

本实施方式所述的一种一维铁磁填料-铁电聚合物的多铁复合介质的制备方法制备的一种一维铁磁填料-铁电聚合物的多铁复合介质的磁滞回线曲线如图5所示，测试时通过在面内施加沿纤维方向的磁场，从图5中能够看出，所述的一种一维铁磁填料-铁电聚合物的多铁复合介质具有较大的饱和磁化和剩余磁化，铁磁性能优异。

本实施方式所述的一种一维铁磁填料-铁电聚合物的多铁复合介质的制备方法制备的一种一维铁磁填料-铁电聚合物的多铁复合介质，同时具有较好的铁电性能和铁磁性能，而且具有聚合物基体良好的柔韧性，在一维核壳结构无机纤维低含量下实现了优异的多铁性能。

具体实施方式二：

一种一维铁磁填料-铁电聚合物的多铁复合介质的制备方法，包括如下步骤：

步骤a、制备cofe2o4纳米纤维；

步骤b、制备cofe2o4-p(vdf-trfe)基复合介质；

步骤c、制备一维铁磁填料-铁电聚合物的多铁复合介质。

本实施方式所述的一种一维铁磁填料-铁电聚合物的多铁复合介质的制备方法，步骤a中cofe2o4纳米纤维的制备方法包括如下步骤：

步骤a1、按照物质的量的比分别称量一定质量的六水合销酸钴、九水合硝酸铁、柠檬酸，待用；

步骤a2、将步骤a1称量好的六水合销酸钴、九水合硝酸铁加入乙醇溶液中，搅拌均匀后加入柠檬酸，继续搅拌至混合溶液澄清后，得到混合溶液，待用；

步骤a3、将步骤a2得到的混合溶液中继续加入聚乙烯吡咯烷酮，混合溶液与聚乙烯吡咯烷酮的料液比为10ml/0.4g，在常温下继续搅拌10小时，得到cofe2o4前驱体溶液，加入注射器中进行静电纺丝，得到cofe2o4前驱体纤维；

步骤a4、将步骤a3得到的cofe2o4前驱体纤维置于马弗炉内烧结，得到cofe2o4纳米纤维。

本实施方式所述的一种一维铁磁填料-铁电聚合物的多铁复合介质的制备方法，步骤a1中六水合销酸钴、九水合硝酸铁、柠檬酸的物质的量的比为1:2:3；步骤a2中六水合销酸钴、九水合硝酸铁的混合物与乙醇溶液搅拌均匀后得到的混合溶液中钴离子浓度为0.2mol/l，所述的乙醇溶液的浓度为70vol％。

本实施方式所述的一种一维铁磁填料-铁电聚合物的多铁复合介质的制备方法，步骤a3中所述静电纺丝，注射器的推进速度设置为0.15mm/min，接收器转速为70r/min，注射器至接收器的距离为7cm，设置注射器静电脉冲电压v+为12kv，接收滚筒静电脉冲电压v－为-12kv；步骤a4中马弗炉烧结温度为550℃，烧结时间为5h。

本实施方式所述的一种一维铁磁填料-铁电聚合物的多铁复合介质的制备方法，步骤b中cofe2o4-p(vdf-trfe)基复合介质的制备方法包括如下步骤：

步骤b1、按照料液比分别称量cofe2o4纳米纤维、p(vdf-trfe)粉末、n,n-二甲基甲酰胺溶液，待用；

步骤b2、将步骤b1称量好的cofe2o4纳米纤维加入n,n-二甲基甲酰胺溶液中，超声震荡至均匀分散，然后加入步骤b1称量好的p(vdf-trfe)粉末，超声震荡至均匀分散，得到含有cofe2o4纳米纤维填充相的p(vdf-trfe)混合溶液，待用；

步骤b3、将步骤b2得到的含有cofe2o4纳米纤维填充相的p(vdf-trfe)混合溶液加入注射器中进行高速定向静电纺丝，得到cofe2o4-p(vdf-trfe)基复合湿膜，待用；

步骤b4、将步骤b3得到的cofe2o4-p(vdf-trfe)基复合湿膜放在真空烘箱内进行烘干处理，得到cofe2o4-p(vdf-trfe)基复合介质。

本实施方式所述的一种一维铁磁填料-铁电聚合物的多铁复合介质的制备方法，步骤b1中cofe2o4纳米纤维、p(vdf-trfe)粉末、n,n-二甲基甲酰胺溶液的料液比为0.781g:5g:50ml；步骤b2超声震荡的频率为60w，超声震荡的时间为5min。

本实施方式所述的一种一维铁磁填料-铁电聚合物的多铁复合介质的制备方法，步骤b3中高速定向静电纺丝接收器转速为2000r/min，注射器的推进速度设置为0.1mm/min，注射器至接收器的距离为10～20cm，设置注射器静电脉冲电压v+为12kv，接收滚筒静电脉冲电压v－为-12kv；步骤b4中真空干燥温度为50℃，干燥时间为24h。

本实施方式所述的一种一维铁磁填料-铁电聚合物的多铁复合介质的制备方法，步骤c中一维铁磁填料-铁电聚合物的多铁复合介质的制备方法为将步骤b制得的cofe2o4-p(vdf-trfe)基复合介质放置于平板硫化机中进行热压处理，热压压力15mpa，热压温度为150℃，热压时间为30min，然后通过水冷迅速降至室温，在1mpa下保压15min后，得到一维铁磁填料-铁电聚合物的多铁复合介质。

本实施方式所述的一种一维铁磁填料-铁电聚合物的多铁复合介质的制备方法，所述cofe2o4纳米纤维填充相在一维铁磁填料-铁电聚合物的多铁复合介质的含量为5vol％。

本实施方式所述的一种一维铁磁填料-铁电聚合物的多铁复合介质的制备方法，首先采用溶胶-凝胶法和静电纺丝技术制备具有大长径比的cofe2o4纳米纤维无机填充相，进而利用溶液法配置纳米纤维均匀分散的p(vdf-trfe)混合溶液，最终使用高速定向纺丝技术和热压法获得定向排布的一种一维铁磁填料-铁电聚合物的多铁复合介质。

本实施方式所述的一种一维铁磁填料-铁电聚合物的多铁复合介质的制备方法，高定向排布的纳米纤维作为一维柱状形态嵌于铁电材料p(vdf-trfe)相基体中，连通结构使得铁电相和铁磁相的两相接触面积增大，有利于产生强的磁电耦合，而纳米纤维在p(vdf-trfe)基体里面高度定向排列，能够改善漏电流，提高沿外电场方向的击穿强度。

本实施方式所述的一种一维铁磁填料-铁电聚合物的多铁复合介质的制备方法，所需设备价格低廉，工艺简单，易于实现，同时具有优异的铁电和铁磁性能，并且定向排列的结构能够有效地解决复合薄膜可能存在的漏电流问题，还具有无机多铁材料不具备的柔韧性，在传感器以及非易失性存储器件等领域具有巨大的应用潜力。

具体实施方式三：

一种一维铁磁填料-铁电聚合物的多铁复合介质的制备方法，包括如下步骤：

步骤a、制备cofe2o4纳米纤维；

步骤b、制备cofe2o4-p(vdf-trfe)基复合介质；

步骤c、制备一维铁磁填料-铁电聚合物的多铁复合介质。

本实施方式所述的一种一维铁磁填料-铁电聚合物的多铁复合介质的制备方法，步骤a中cofe2o4纳米纤维的制备方法包括如下步骤：

步骤a1、按照物质的量的比分别称量一定质量的六水合销酸钴、九水合硝酸铁、柠檬酸，待用；

步骤a2、将步骤a1称量好的六水合销酸钴、九水合硝酸铁加入乙醇溶液中，搅拌均匀后加入柠檬酸，继续搅拌至混合溶液澄清后，得到混合溶液，待用；

步骤a3、将步骤a2得到的混合溶液中继续加入聚乙烯吡咯烷酮，混合溶液与聚乙烯吡咯烷酮的料液比为10ml/0.6g，在常温下继续搅拌12小时，得到cofe2o4前驱体溶液，加入注射器中进行静电纺丝，得到cofe2o4前驱体纤维；

步骤a4、将步骤a3得到的cofe2o4前驱体纤维置于马弗炉内烧结，得到cofe2o4纳米纤维。

本实施方式所述的一种一维铁磁填料-铁电聚合物的多铁复合介质的制备方法，步骤a1中六水合销酸钴、九水合硝酸铁、柠檬酸的物质的量的比为1:2:3；步骤a2中六水合销酸钴、九水合硝酸铁的混合物与乙醇溶液搅拌均匀后得到的混合溶液中钴离子浓度为0.2mol/l，所述的乙醇溶液的浓度为70vol％。

本实施方式所述的一种一维铁磁填料-铁电聚合物的多铁复合介质的制备方法，步骤a3中所述静电纺丝，注射器的推进速度设置为0.25mm/min，接收器转速为120r/min，注射器至接收器的距离为20cm，设置注射器静电脉冲电压v+为14kv，接收滚筒静电脉冲电压v－为-14kv；步骤a4中马弗炉烧结温度为750℃，烧结时间为2h。

本实施方式所述的一种一维铁磁填料-铁电聚合物的多铁复合介质的制备方法，步骤b中cofe2o4-p(vdf-trfe)基复合介质的制备方法包括如下步骤：

步骤b1、按照料液比分别称量cofe2o4纳米纤维、p(vdf-trfe)粉末、n,n-二甲基甲酰胺溶液，待用；

步骤b2、将步骤b1称量好的cofe2o4纳米纤维加入n,n-二甲基甲酰胺溶液中，超声震荡至均匀分散，然后加入步骤b1称量好的p(vdf-trfe)粉末，超声震荡至均匀分散，得到含有cofe2o4纳米纤维填充相的p(vdf-trfe)混合溶液，待用；

步骤b3、将步骤b2得到的含有cofe2o4纳米纤维填充相的p(vdf-trfe)混合溶液加入注射器中进行高速定向静电纺丝，得到cofe2o4-p(vdf-trfe)基复合湿膜，待用；

步骤b4、将步骤b3得到的cofe2o4-p(vdf-trfe)基复合湿膜放在真空烘箱内进行烘干处理，得到cofe2o4-p(vdf-trfe)基复合介质。

本实施方式所述的一种一维铁磁填料-铁电聚合物的多铁复合介质的制备方法，步骤b1中cofe2o4纳米纤维、p(vdf-trfe)粉末、n,n-二甲基甲酰胺溶液的料液比为1.65g:5g:50ml；步骤b2超声震荡的频率为60w，超声震荡的时间为20min。

本实施方式所述的一种一维铁磁填料-铁电聚合物的多铁复合介质的制备方法，步骤b3中高速定向静电纺丝接收器转速为3000r/min，注射器的推进速度设置为0.2mm/min，注射器至接收器的距离为20cm，设置注射器静电脉冲电压v+为13kv，接收滚筒静电脉冲电压v－为-13kv；步骤b4中真空干燥温度为80℃，干燥时间为4h。

本实施方式所述的一种一维铁磁填料-铁电聚合物的多铁复合介质的制备方法，步骤c中一维铁磁填料-铁电聚合物的多铁复合介质的制备方法为将步骤b制得的cofe2o4-p(vdf-trfe)基复合介质放置于平板硫化机中进行热压处理，热压压力15mpa，热压温度为180℃，热压时间为10min，然后通过水冷迅速降至室温，在10mpa下保压3min后，得到一维铁磁填料-铁电聚合物的多铁复合介质。

本实施方式所述的一种一维铁磁填料-铁电聚合物的多铁复合介质的制备方法，所述cofe2o4纳米纤维填充相在一维铁磁填料-铁电聚合物的多铁复合介质的含量为10vol％。

本实施方式所述的一种一维铁磁填料-铁电聚合物的多铁复合介质的制备方法，首先采用溶胶-凝胶法和静电纺丝技术制备具有大长径比的cofe2o4纳米纤维无机填充相，进而利用溶液法配置纳米纤维均匀分散的p(vdf-trfe)混合溶液，最终使用高速定向纺丝技术和热压法获得定向排布的一种一维铁磁填料-铁电聚合物的多铁复合介质。

本实施方式所述的一种一维铁磁填料-铁电聚合物的多铁复合介质的制备方法，高定向排布的纳米纤维作为一维柱状形态嵌于铁电材料p(vdf-trfe)相基体中，连通结构使得铁电相和铁磁相的两相接触面积增大，有利于产生强的磁电耦合，而纳米纤维在p(vdf-trfe)基体里面高度定向排列，能够改善漏电流，提高沿外电场方向的击穿强度。

本实施方式所述的一种一维铁磁填料-铁电聚合物的多铁复合介质的制备方法，所需设备价格低廉，工艺简单，易于实现，同时具有优异的铁电和铁磁性能，并且定向排列的结构能够有效地解决复合薄膜可能存在的漏电流问题，还具有无机多铁材料不具备的柔韧性，在传感器以及非易失性存储器件等领域具有巨大的应用潜力。

具体实施方式四：

一种一维铁磁填料-铁电聚合物的多铁复合介质的制备方法，包括如下步骤：

步骤a、制备cofe2o4纳米纤维；

步骤b、制备cofe2o4-p(vdf-trfe)基复合介质；

步骤c、制备一维铁磁填料-铁电聚合物的多铁复合介质。

本实施方式所述的一种一维铁磁填料-铁电聚合物的多铁复合介质的制备方法，步骤a中cofe2o4纳米纤维的制备方法包括如下步骤：

步骤a1、按照物质的量的比分别称量一定质量的六水合销酸钴、九水合硝酸铁、柠檬酸，待用；

步骤a2、将步骤a1称量好的六水合销酸钴、九水合硝酸铁加入乙醇溶液中，搅拌均匀后加入柠檬酸，继续搅拌至混合溶液澄清后，得到混合溶液，待用；

步骤a3、将步骤a2得到的混合溶液中继续加入聚乙烯吡咯烷酮，混合溶液与聚乙烯吡咯烷酮的料液比为10ml/0.5g，在常温下继续搅拌11小时，得到cofe2o4前驱体溶液，加入注射器中进行静电纺丝，得到cofe2o4前驱体纤维；

步骤a4、将步骤a3得到的cofe2o4前驱体纤维置于马弗炉内烧结，得到cofe2o4纳米纤维。

本实施方式所述的一种一维铁磁填料-铁电聚合物的多铁复合介质的制备方法，步骤a1中六水合销酸钴、九水合硝酸铁、柠檬酸的物质的量的比为1:2:3；步骤a2中六水合销酸钴、九水合硝酸铁的混合物与乙醇溶液搅拌均匀后得到的混合溶液中钴离子浓度为0.25mol/l，所述的乙醇溶液的浓度为70vol％。

本实施方式所述的一种一维铁磁填料-铁电聚合物的多铁复合介质的制备方法，步骤a3中所述静电纺丝，注射器的推进速度设置为0.15mm/min，接收器转速为100r/min，注射器至接收器的距离为12cm，设置注射器静电脉冲电压v+为15kv，接收滚筒静电脉冲电压v－为-15kv；步骤a4中马弗炉烧结温度为650℃，烧结时间为3h。

本实施方式所述的一种一维铁磁填料-铁电聚合物的多铁复合介质的制备方法，步骤b中cofe2o4-p(vdf-trfe)基复合介质的制备方法包括如下步骤：

步骤b1、按照料液比分别称量cofe2o4纳米纤维、p(vdf-trfe)粉末、n,n-二甲基甲酰胺溶液，待用；

步骤b2、将步骤b1称量好的cofe2o4纳米纤维加入n,n-二甲基甲酰胺溶液中，超声震荡至均匀分散，然后加入步骤b1称量好的p(vdf-trfe)粉末，超声震荡至均匀分散，得到含有cofe2o4纳米纤维填充相的p(vdf-trfe)混合溶液，待用；

步骤b3、将步骤b2得到的含有cofe2o4纳米纤维填充相的p(vdf-trfe)混合溶液加入注射器中进行高速定向静电纺丝，得到cofe2o4-p(vdf-trfe)基复合湿膜，待用；

步骤b4、将步骤b3得到的cofe2o4-p(vdf-trfe)基复合湿膜放在真空烘箱内进行烘干处理，得到cofe2o4-p(vdf-trfe)基复合介质。

本实施方式所述的一种一维铁磁填料-铁电聚合物的多铁复合介质的制备方法，步骤b1中cofe2o4纳米纤维、p(vdf-trfe)粉末、n,n-二甲基甲酰胺溶液的料液比为3.71g:5g:50ml；步骤b2超声震荡的频率为60w，超声震荡的时间为10min。

本实施方式所述的一种一维铁磁填料-铁电聚合物的多铁复合介质的制备方法，步骤b3中高速定向静电纺丝接收器转速为2500r/min，注射器的推进速度设置为0.2mm/min，注射器至接收器的距离为10～20cm，设置注射器静电脉冲电压v+为15kv，接收滚筒静电脉冲电压v－为-15kv；步骤b4中真空干燥温度为70℃，干燥时间为20h。

本实施方式所述的一种一维铁磁填料-铁电聚合物的多铁复合介质的制备方法，步骤c中一维铁磁填料-铁电聚合物的多铁复合介质的制备方法为将步骤b制得的cofe2o4-p(vdf-trfe)基复合介质放置于平板硫化机中进行热压处理，热压压力15mpa，热压温度为160℃，热压时间为15min，然后通过水冷迅速降至室温，在6mpa下保压5min后，得到一维铁磁填料-铁电聚合物的多铁复合介质。

本实施方式所述的一种一维铁磁填料-铁电聚合物的多铁复合介质的制备方法，所述cofe2o4纳米纤维填充相在一维铁磁填料-铁电聚合物的多铁复合介质的含量为20vol％。

本实施方式所述的一种一维铁磁填料-铁电聚合物的多铁复合介质的制备方法，首先采用溶胶-凝胶法和静电纺丝技术制备具有大长径比的cofe2o4纳米纤维无机填充相，进而利用溶液法配置纳米纤维均匀分散的p(vdf-trfe)混合溶液，最终使用高速定向纺丝技术和热压法获得定向排布的一种一维铁磁填料-铁电聚合物的多铁复合介质。

本实施方式所述的一种一维铁磁填料-铁电聚合物的多铁复合介质的制备方法，高定向排布的纳米纤维作为一维柱状形态嵌于铁电材料p(vdf-trfe)相基体中，连通结构使得铁电相和铁磁相的两相接触面积增大，有利于产生强的磁电耦合，而纳米纤维在p(vdf-trfe)基体里面高度定向排列，能够改善漏电流，提高沿外电场方向的击穿强度。

本实施方式所述的一种一维铁磁填料-铁电聚合物的多铁复合介质的制备方法，所需设备价格低廉，工艺简单，易于实现，同时具有优异的铁电和铁磁性能，并且定向排列的结构能够有效地解决复合薄膜可能存在的漏电流问题，还具有无机多铁材料不具备的柔韧性，在传感器以及非易失性存储器件等领域具有巨大的应用潜力。

具体实施方式五：

一种一维铁磁填料-铁电聚合物的多铁复合介质的制备方法，包括如下步骤：

步骤a、制备cofe2o4纳米纤维；

步骤b、制备cofe2o4-p(vdf-trfe)基复合介质；

步骤c、制备一维铁磁填料-铁电聚合物的多铁复合介质。

本实施方式所述的一种一维铁磁填料-铁电聚合物的多铁复合介质的制备方法，步骤a中cofe2o4纳米纤维的制备方法包括如下步骤：

步骤a1、按照物质的量的比分别称量一定质量的六水合销酸钴、九水合硝酸铁、柠檬酸，待用；

步骤a2、将步骤a1称量好的六水合销酸钴、九水合硝酸铁加入乙醇溶液中，搅拌均匀后加入柠檬酸，继续搅拌至混合溶液澄清后，得到混合溶液，待用；

步骤a3、将步骤a2得到的混合溶液中继续加入聚乙烯吡咯烷酮，混合溶液与聚乙烯吡咯烷酮的料液比为10ml/0.55g，在常温下继续搅拌10小时，得到cofe2o4前驱体溶液，加入注射器中进行静电纺丝，得到cofe2o4前驱体纤维；

步骤a4、将步骤a3得到的cofe2o4前驱体纤维置于马弗炉内烧结，得到cofe2o4纳米纤维。

本实施方式所述的一种一维铁磁填料-铁电聚合物的多铁复合介质的制备方法，步骤a1中六水合销酸钴、九水合硝酸铁、柠檬酸的物质的量的比为1:2:3；步骤a2中六水合销酸钴、九水合硝酸铁的混合物与乙醇溶液搅拌均匀后得到的混合溶液中钴离子浓度为0.3mol/l，所述的乙醇溶液的浓度为70vol％。

本实施方式所述的一种一维铁磁填料-铁电聚合物的多铁复合介质的制备方法，步骤a3中所述静电纺丝，注射器的推进速度设置为0.2mm/min，接收器转速为90r/min，注射器至接收器的距离为14cm，设置注射器静电脉冲电压v+为14kv，接收滚筒静电脉冲电压v－为-14kv；步骤a4中马弗炉烧结温度为700℃，烧结时间为4h。

本实施方式所述的一种一维铁磁填料-铁电聚合物的多铁复合介质的制备方法，步骤b中cofe2o4-p(vdf-trfe)基复合介质的制备方法包括如下步骤：

步骤b1、按照料液比分别称量cofe2o4纳米纤维、p(vdf-trfe)粉末、n,n-二甲基甲酰胺溶液，待用；

步骤b2、将步骤b1称量好的cofe2o4纳米纤维加入n,n-二甲基甲酰胺溶液中，超声震荡至均匀分散，然后加入步骤b1称量好的p(vdf-trfe)粉末，超声震荡至均匀分散，得到含有cofe2o4纳米纤维填充相的p(vdf-trfe)混合溶液，待用；

步骤b3、将步骤b2得到的含有cofe2o4纳米纤维填充相的p(vdf-trfe)混合溶液加入注射器中进行高速定向静电纺丝，得到cofe2o4-p(vdf-trfe)基复合湿膜，待用；

步骤b4、将步骤b3得到的cofe2o4-p(vdf-trfe)基复合湿膜放在真空烘箱内进行烘干处理，得到cofe2o4-p(vdf-trfe)基复合介质。

本实施方式所述的一种一维铁磁填料-铁电聚合物的多铁复合介质的制备方法，步骤b1中cofe2o4纳米纤维、p(vdf-trfe)粉末、n,n-二甲基甲酰胺溶液的料液比为6.36g:5g:50ml；步骤b2超声震荡的频率为60w，超声震荡的时间为20min。

本实施方式所述的一种一维铁磁填料-铁电聚合物的多铁复合介质的制备方法，步骤b3中高速定向静电纺丝接收器转速为3000r/min，注射器的推进速度设置为0.2mm/min，注射器至接收器的距离为16cm，设置注射器静电脉冲电压v+为15kv，接收滚筒静电脉冲电压v－为-15kv；步骤b4中真空干燥温度为80℃，干燥时间为48h。

本实施方式所述的一种一维铁磁填料-铁电聚合物的多铁复合介质的制备方法，步骤c中一维铁磁填料-铁电聚合物的多铁复合介质的制备方法为将步骤b制得的cofe2o4-p(vdf-trfe)基复合介质放置于平板硫化机中进行热压处理，热压压力15mpa，热压温度为180℃，热压时间为20min，然后通过水冷迅速降至室温，在8mpa下保压10min后，得到一维铁磁填料-铁电聚合物的多铁复合介质。

本实施方式所述的一种一维铁磁填料-铁电聚合物的多铁复合介质的制备方法，所述cofe2o4纳米纤维填充相在一维铁磁填料-铁电聚合物的多铁复合介质的含量为30vol％。

本实施方式所述的一种一维铁磁填料-铁电聚合物的多铁复合介质的制备方法，首先采用溶胶-凝胶法和静电纺丝技术制备具有大长径比的cofe2o4纳米纤维无机填充相，进而利用溶液法配置纳米纤维均匀分散的p(vdf-trfe)混合溶液，最终使用高速定向纺丝技术和热压法获得定向排布的一种一维铁磁填料-铁电聚合物的多铁复合介质。

本实施方式所述的一种一维铁磁填料-铁电聚合物的多铁复合介质的制备方法，高定向排布的纳米纤维作为一维柱状形态嵌于铁电材料p(vdf-trfe)相基体中，连通结构使得铁电相和铁磁相的两相接触面积增大，有利于产生强的磁电耦合，而纳米纤维在pvdf基体里面高度定向排列，能够改善漏电流，提高沿外电场方向的击穿强度。

本实施方式所述的一种一维铁磁填料-铁电聚合物的多铁复合介质的制备方法，所需设备价格低廉，工艺简单，易于实现，同时具有优异的铁电和铁磁性能，并且定向排列的结构能够有效地解决复合薄膜可能存在的漏电流问题，还具有无机多铁材料不具备的柔韧性，在传感器以及非易失性存储器件等领域具有巨大的应用潜力。