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铁电体是能产生自发极化,且自发极化可在外电场作用下翻转的一类重要的功能材料。铁电体的极化状态随着外界条件作用的变化,表现为各种有趣的宏观响应:介电响应,极化反转,压电,热电,电光,和非线性光学效应。作为一类重要的功能材料,铁电体在高科技的应用中日益广泛。近年来,关于铁电体的研究论文逐年呈指数上升,铁电体的总数急剧增加,铁电性质的研究是当今国际上的热门研究领域之一。在相变点附近,会出现明显介电异样和热学性质的异样。为了寻找具有相变的铁电材料,本论文合成了2-甲基-1,4-二氮杂二环[2.2.2]辛烷(Me-DABCO)和它的单盐及其它衍生物,并从结构和介电性质方面研究了其相变的相关特性。
本论文主要分为六部分:第一部分介绍了相变及铁电相变的相关知识,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两种不同的Me-DABCO的合成方法以及产品表征,并通过比较发现基于酸催化的Me-DA-BCO的合成方法产率更高更安全,因此在本论文的完成过程中,主要采用此法进行Me-DABCO的合成;第三部分主要介绍了Me-DABCO的衍生物中具有可逆结构相变的三种单盐S-(-)-(C7H15N2)+ClO4-、(+/-)-(C7H15N2)+ClO4-和S-(-)-(C7H15N2)+BF4-的制备及其结构,介电性质和热力学性质,通过研究这三种物质的相关性质,确定了它们在温度变化过程中的相变行为;第四部分主要介绍了六种Me-DABCO的有机金属离子化合物的制各、结构及其介电性质,对于Me-DABCO与两种不同铜盐形成的金属有机分子离子化合物(+/-)-(C7H16N2)2+[CuBr4]2+和(+/-)-(C7H16N2)2+[CuCl4]2-,还研究了其热力学性质,通过这些性质研究发现,这二者在温度变化过程中,亦出现了我们预期的相变形为,本章的研究还表明其余四种Me-DABCO-金属的硫酸盐:S-(-)-(C7H16N2)2+[Mn(H2O)6]2+[2(SO4)]4-·H2O、S-(-)-(C7H16N2)2+[Ni(H2O)6]2+[2(SO4)]4-·H2O、S-(-)-(C7H16N2)2+[Fe(H2O)6]2+[2(SO4)]4-·H20和S-(-)-(C7H16N2)2+[Co(H2O)6]2+[2(SO4)]4-·H2O虽然出现了Me-DABCO中部分碳原子的无序,但是这四种化合物并没有出现预期的相变情况,本章阐述了它们的结构;第五部分主要研究了三种Me-DABCO共晶化合物S-(-)-(C7H15N2)+(C6H3N3O7)、S-(-)-(C7H16N2)2+[(C6H5NO3)2]2-和S-(-)-(C7H15N2)+(C6H5O2)-的制备、结构及其介电性质,这些性质表明,这三种共晶化合物也没有出现预期的相变行为,本论文阐述了其结构;第六部分是结论部分,总结了本论文的阶段性研究成果。