陽極氧化法TiO-,2-納米管多孔結(jié)構(gòu)的形成機(jī)制及孔參數(shù)控制.pdf

1、高度有序的TiO2納米管具有優(yōu)異的光電性能，在儲(chǔ)能、光催化、光伏、傳感等領(lǐng)域獲得了廣泛應(yīng)用。因此，全面研究各影響參數(shù)對(duì)于陽極氧化TiO2納米管陣列的形成進(jìn)程及結(jié)構(gòu)的影響意義重大。 本文主要采用工業(yè)純鈦（TA1）作為陽極，以Pt片為陰極，在質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.1％～1.0％HF溶液中，電壓0.4～20V，溫度5～40℃范圍內(nèi)進(jìn)行恒壓陽極氧化制備TiO2納米管陣列。使用電化學(xué)工作站測(cè)試了線性掃描陽極極化曲線及陽極氧化過程中的電流密度-時(shí)間（

2、I-t）曲線；并使用場(chǎng)發(fā)射掃描電子顯微鏡（FE-SEM）對(duì)TiO2納米管陣列進(jìn)行微觀形貌觀察。試驗(yàn)中研究了氧化電壓、氧化時(shí)間、HF含量、電解液溫度、pH值、有機(jī)溶劑、超聲輔助等工藝參數(shù)對(duì)TiO2納米管陣列微觀形貌的影響；通過熱處理和高能噴丸的方法調(diào)節(jié)基體原始組織，并研究晶粒尺寸和馬氏體相變對(duì)于納米管陣列形貌的影響。開展了納米管形成機(jī)理的研究，建立起陽極氧化進(jìn)程與I-t曲線的聯(lián)系，在大量試驗(yàn)和理論研究的基礎(chǔ)上，獲得了納米管參數(shù)控制的有效方

3、法。 試驗(yàn)結(jié)果表明：陽極氧化工藝參數(shù)對(duì)氧化膜的形成速度、納米孔孔徑、納米管陣列長(zhǎng)度有顯著影響?？梢岳肐-t曲線確定TiO2納米管獲得穩(wěn)定生長(zhǎng)的時(shí)間；在一定范圍內(nèi)降低電壓、提高電解液濃度以及升高電解液溫度，均有利于在短時(shí)間內(nèi)形成結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的TiO2納米管。提高電壓對(duì)于獲得大管徑納米管至關(guān)重要；氧化時(shí)間是陽極氧化初期影響納米管孔參數(shù)的決定因素；提高電解液pH值或降低反應(yīng)溫度，納米管長(zhǎng)度增長(zhǎng)；加入丙三醇、采用超聲輔助等方法有利于獲得有