DOI: 10.1016/j.matchar.2021.110880
多鐵性復合材料以其出色的鐵電和鐵磁特性而備受關注。本研究首次通過靜電紡絲法合成了一維核-殼結構的CoFe2O4/Ba（Zr0.2Ti0.8）O3-0.5（Ba0.7Ca0.3）TiO3（CFO@BZCT）多鐵復合材料。研究了靜電紡絲工藝對復合纖維性能的影響。為此，采用了兩種不同的方法：使用同軸噴嘴對核和殼溶液進行靜電紡絲，以及對含有CFO纖維的BZCT溶液（三種濃度分別為2、4和8g/100ml溶液）進行靜電紡絲。在高達900℃的煅燒溫度下，所有樣品的纖維形態得以保持。煅燒的復合材料結晶為尖晶石鈷鐵氧體和鈣鈦礦BZT-0.5BCT相。通過TEM分析證實了復合材料的納米結構和核-殼結構。利用溫度依賴型SQUID測量研究了CFO和BZCT相的磁電耦合，其中在100℃時鐵電相變引起磁化強度的變化。通過第一種方法合成的樣品的低飽和磁化強度和介電常數分別為6.7emu/g和300±10，而對于第二種方法，這些值分別上升至36.8emu/g和400±30。兩種方法的比較表明，通過第一種方法合成的樣品具有較大的纖維直徑、多孔纖維和較低的鐵性。
圖1.靜電紡絲制備CFO@BZCT/PVP纖維的示意圖：（a）CFO和BZCT溶液的同軸靜電紡絲，（b）靜電紡絲含有分散CFO纖維的BZCT溶液。
圖2.電紡纖維的DSC、TGA和DTG圖：（a）BZCT/PVP和（b）CFO/PVP。
圖3.電紡纖維的SEM圖像和相關的纖維直徑分布圖：（a）S-CFO@BZCT/PVP，（b）F2-CFO@BZCT/PVP，（c）F4-CFO@BZCT/PVP，以及（d）F8-CFO@BZCT/PVP。每個SEM圖像的比例尺為2μm。
圖4.在700℃下煅燒的電紡纖維的SEM圖像和相關的纖維直徑分布圖：（a）S-CFO@BZCT-700，（b）F2-CFO@BZCT-700，（c）F4-CFO@BZCT-700和（d）F8-CFO@BZCT-700。每個SEM圖像的比例尺為2μm。
圖5.在900℃下煅燒的電紡纖維的SEM圖像和相關的纖維直徑分布圖：（a）S-CFO@BZCT-900，（b）F2-CFO@BZCT-900，（c）F4-CFO@BZCT-900和（d）F8-CFO@BZCT-900。每個SEM圖像的比例尺為1μm。
圖6.在700℃下煅燒的纖維的TEM圖像：（a）S-CFO@BZCT-700，（b）F4-CFO@BZCT-700。（c）F4-CFO@BZCT-700的HRTEM圖像，以及不同部分的FFT圖譜。
圖7.不同樣品在700℃下煅燒以及F4-CFO@BZCT在900℃下煅燒的XRD圖譜。相圖例：α=BZT-0.5BCT和θ=CoFe2O4。
圖8（a）PMMA和BZCT-900/PMMA，（b）F8-CFO@BZCT/PMMA和（c）S-CFO@BZCT/PMMA的介電常數與頻率的關系曲線。對于復合樣品，在900℃下煅燒的三種不同濃度（3、5、7vol％）的纖維分散在PMMA基質中。
圖9（a）通過VSM獲得的CFO和在700℃下煅燒的復合多鐵纖維的磁化場曲線。（b）F8-CFO@BZCT-900的磁矩與溫度的關系。
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