p193. بهبود فاز فروالكتريك β در پليمرPVDF به كمك نانوذرات ZnO

Enhancement of ferroelectric β-phase in PVDF films using ZnO nanoparticles

هدف از اين پژوهش، افزايش فاز فروالكتريك پليمرPVDF ، به كمك نانوذرات ZnO است. بدين منظور، نانوذرات ZnO در 4 اندازه‏ي مختلف ساخته شدند. نتايج تحليل XRD نشان داد كه ساختار بلوري به خوبي شكل گرفته است. سپس نمونه‏هاي PVDF/x.ZnO براي درصدهاي وزني‏ x = 0 , 0.10 , 0.15 , 0.20 با نانوذرات اكسيدروي 32nm ، ساخته شد. نتايج FTIR نشان داد كه نمونه x = 0.15 داراي درصد فاز β بيشينه (83%) است. در بخش بعدي اين پژوهش، غلظت بهينه‏ي يافته شده ثابت نگه‏داشته شد و تاثير اندازه نانوذرات ZnO بررسي شد. در اين راستا، نمونه‏هاي PVDF/0.15ZnO با استفاده از نانوذرات ZnO با اندازه‏هاي مختلف(4 اندازه) ساخته شد. به وسيله‏ي تحليل FTIR ، درصد فاز β براي همه نمونه‏ها در حدود 83% محاسبه شد. نتايج حاكي از آن است كه غلظت نانوذرات ZnO نقش بسيار مهمي بر شكل‏گيري فاز فروالكتريك ايفا مي‏كند؛ هرچند كه اندازه نانوذرات ZnO تغيير محسوسي بر روي ميزان درصد فاز β ايجاد نمي‏كند. نتايج تحليل P-E نيز بهبود خواص فروالكتريكي با افزودن نانوذراتاكسيدروي به پليمر PVDF را تاييد كرد. در اين پژوهش، ما توانسته ايم درصد فاز β (فاز فروالكتريك) پليمر كاربردي PVDF را از 37% به 83% افزايش دهيم كه اين دستاورد مهمي به شمار مي‏رود.

The purpose of this study is to increase the PVDF ferroelectric phase by using ZnO nanoparticles. For this purpose, ZnO nanoparticles were made in 4 different sizes. The XRD analysis results showed that crystalline structure was well formed. Then PVDF/x.ZnO samples were made for weight percentages of x = 0, 0.10 , 0.15 , 0.20 using 32nm ZnO nanoparticles. The FTIR results revealed that sample x = 0.15 has a maximum β-phase percentage of 83%. In the next section of this study, the optimized concentration was kept constant and the effect of ZnO nanoparticles size was investigated. In this regards, PVDF/0.15ZnO samples were fabricated using ZnO nanoparticles of different sizes (4 sizes). By FTIR analysis, the percentage of β-phase was calculated to be about 83% for each 4 samples. The results indicate that the concentration of ZnO nanoparticles plays a very important role in the formation of the ferroelectric phase, although the size of the ZnO nanoparticles does not significantly change the percentage of β-phase. P-E loop analysis also confirmed the improvement of ferroelectric properties of PVDF by adding ZnO nanoparticles. In this study, we have been able to increase the percentage of the β-phase (ferroelectric phase) of the applied PVDF polymer from 37% to 83%, which is an important achievement.