退火温度对TiO2薄膜结构和光学性能的影响

为制备光学性能良好的TiO2薄膜.采用离子束溅射(IBS)的方法,改变退火温度,在Si基底上制备氧化钛(TiO2)薄膜.利用XRD、XPS、SEM测试薄膜的成分、结晶形式和表面形貌,椭圆偏振光谱仪分析薄膜折射率和消光系数.试验结果发现:随退火温度的增加,薄膜由锐钛矿相变为金红石相,400℃薄膜结晶为锐钛矿相TiO2,1 100℃退火后,薄膜结晶为金红石相TiO2;退火温度升高使薄膜折射率和消光系数随之升高.由此可得, 800℃退火时,TiO2薄膜具有最佳光学性能.     

纳米多孔TiO2膜的晶化处理及其热稳定性研究

通过恒压阳极氧化法在HF酸和CrO3的混合电解液中，在纯钛TAl和钛合金TC4表面分别制备了纳米多孔无定型TiO2膜。研究了TAl和TC4表面无定型TiO2膜在空气中热处理的组织转变过程。TAl试样表面的纳米多孔TiO2膜在250℃左右出现锐钛矿相，480℃左右出现金红石相，在600℃左右锐钛矿相向金红石相的转变基本完成，孔结构在600℃左右基本消失；TC4试样表面的纳米多孔TiO2膜在310℃左右出现锐钛矿相，600℃左右出现金红石相，在680℃左右锐钛相向金红石相的转变基本完成，孔结构在700℃左右基本消失。TC4试样表面的氧化膜所含合金元素Al和V，对上述结晶转变温度和孔结构存在的最高温度的差别存在重要影响。     

电极频率对纯钛表面微弧氧化陶瓷膜特性的影响

采用微弧氧化处理技术在纯钛表面制备了含钙磷的多孔生物活性复合陶瓷膜,研究微弧氧化时的电极频率对复合陶瓷膜的形貌、结构、成分和性能的影响。结果表明：在400-800Hz电极频率下,试样表面均形成了“火山口”喷发特征的含钙磷的多孔陶瓷膜层;膜层厚度随电极频率的升高而减少;膜层主要由锐钛矿相TiO2和金红石相TiO2组成,且金红石相TiO2的含量随电极频率的升高而增多,膜层表面在800Hz时出现大量钙磷盐的沉积,同时非晶现象明显;膜层中的Ca/P值随电极频率的升高而降低;膜层与基体的摩擦力临界载荷值随电极频率的升高呈先升后降的变化规律,在600Hz时的临界载荷值最大。     

微等离子体氧化制备TiO2薄膜的结构特性

利用微等离子体氧化方法在纯Ti金属表面生长出一层厚度达20μm的陶瓷氧化膜，并用X射线衍射、扫描电镜初步研究了氧化膜的组织结构和表面形貌。在不同电解质溶液条件下，得到3种不同类型结构组成的氧化膜：单一TiO2的锐钛型结构、TiO2锐钛型 金红石型的混合相结构、单一TiO2金红石结构。TiO2单一的锐钛型结构的氧化膜薄膜比较粗糙，TiO2金红石结构的氧化膜表面比较平滑，而混合相结构陶瓷膜的表面层为疏松的锐钛型结构TiO2，亚表层为金红石结构的TiO2。     

低压沉积-微弧氧化制备钛金属HA-TiO2复合膜层

采用低压沉积-微弧氧化法,在钛金属表面直接制备了具有生物活性的HA-TiO2复合膜层,通过XRD和SEM分别分析了膜层的相结构和表面形貌,探讨了沉积参数对膜层中HA含量与表面形貌的影响.结果表明:低压沉积处理是微弧氧化法制备HA-TiO2复合膜层的必要条件;复合膜层主要由金红石型和锐钛矿型TiO2及HA组成,HA以白色...     

纳米金红石型TiO2沉积制备云母钛纳米复合材料及其光学性质

研究在片状绢云母表面直接沉积纳米金红石型TiO2制备云母钛纳米复合材料的方法。结果表明：在制备的云母钛中,金红石型TiO2良好地结合在光滑的绢云母表面上,沉积颗粒呈岛状分布,且分散均匀。随着TiO2含量的增加,形成致密的TiO2涂层。低温下热处理云母钛复合材料时,云母钛的白度、亮度及反射系数会随着金红石TiO2含量的增加而提高。云母钛复合物的反射系数随着TiO2的结晶性的提高而增加。     

热氧化温度对TA2纯钛组织与耐蚀性的影响

对TA2工业纯钛进行不同温度热氧化处理.采用光学显微镜(OM)和扫描电子显微镜(SEM)分析热氧化处理试样截面组织,用EDS和XRD进行微区成分和物相分析;研究不同温度氧化处理试样的表层显微硬度以及浓盐酸中的耐腐蚀性,采用SEM观察试样腐蚀前后表面形貌.结果表明,热氧化后TA2表面形成了金红石型TiO2氧化膜,整个氧化层由金红石型TiO2氧化层、外扩散层和内氧扩散层构成.TiO2氧化膜厚度随热氧化温度升高而增加, 700 ℃以下增速很缓、超过700 ℃快速增厚;热氧化处理表层硬度亦随热氧化温度升高而提高.热氧化TA2试样在36%～38%HCl中耐腐蚀性明显改善,其中700 ℃热氧化处理的耐蚀性最优.     

金红石疏水薄膜的强化直流磁控溅射制备方法

一种金红石疏水薄膜的强化直流磁控溅射制备方法，其特征在于强化直流溅射条件，采用高磁控钛靶溅射，并结合高溅射电流密度、高基板温度、低工作气压及高氧分压条件，以保证充分的电离和沉积薄膜的氧化，并使溅射稳定，提高沉积率。本发明制备的二氧化钛薄膜为舍少量锐钛矿的金红石多晶结构，具有良好的耐摩擦性和疏水特性，表面附着力非常好，可用于玻璃镜片、陶瓷，幕墙玻璃和汽车后视镜等材料的表面镀膜，也可用于制备某些生物医药材料。     

焙烧气氛对Ti-6Al-4V合金微弧氧化陶瓷膜相组成影响

在铝酸钠体系中，利用微弧氧化脉冲电源在Ti-6Al-4V合金表面制备了以Al2TiO5为主晶相的陶瓷膜层。试样分别在1000℃下空气和氩气2种气氛中进行焙烧，通过XRD，SEM，XRF等技术分析了陶瓷膜层焙烧前后不同层面的相组成、表面形貌和元素含量变化情况。结果表明：在1000℃空气气氛下，Al2TiO5分解较快，完全分解时，陶瓷膜外层α-Al2O3和金红石相二氧化钛相比例为44：55。而在氩气气氛下，Al2TiO5分解较慢，随反应的不断进行，Al2TiO5含量逐渐减少，完全分解时，陶瓷膜外层为α-Al2O3。膜层由表及里Al2O3含量降低并有Ti2O3生成。焙烧前后陶瓷膜层的形貌变化也不相同，氩气中颗粒较空气中的均匀、细化、孔隙小。膜内元素Ti，Al，P，O的含量在反应前后略有变化。     

铝合金不同氧化处理工艺对其表面溅射MoS2膜层耐磨性的影响

目的 探究铝合金表面不同氧化处理工艺对磁控溅射制备MoS2固体润滑膜层性能的影响。方法 在溅射MoS2膜层前,对铝合金基底分别采用硫酸阳极氧化、微弧氧化、硬质氧化三种不同的氧化工艺进行预先表面处理,然后在其表面溅射沉积一层MoS2润滑薄膜。通过摩擦磨损试验对其耐磨性能进行评价,并通过SEM、XRD、EDS对薄膜表面形貌、结构及磨痕形貌、成分进行分析。结果 铝合金采用不同的氧化方式处理对表面MoS2膜层的结构不会产生影响。硫酸阳极氧化处理+磁控溅射双重表面处理技术制备的MoS2膜层表观最为致密均匀,粗糙度较低,呈花菜状。截面SEM照片显示,溅射膜层与基体之间结合紧密,溅射膜层厚度为2 μm。在10、20、30 N高载荷下,试样摩擦系数均小于0.1,磨损寿命分别高于45万转、30万转和9万转,均高于其他试样,且不同膜层试样均具有较好的耐环境湿热性能。在摩擦过程中,试样承受的载荷基本转移到氧化膜上,阳极氧化后镀膜试样表面粗糙度较小,在滑动运动过程中,所受切向应力较小,不会产生较严重的粘着磨损,从而使磨损损耗速度较慢,因此耐磨寿命较长。结论 铝合金阳极氧化预处理对提高铝合金表面溅射MoS2膜层耐磨性能的效果最佳。     

微等离子体氧化陶瓷膜对钛合金耐蚀性的影响

在偏铝酸钠溶液中，利用双向脉冲微等离子体氧化技术，在TC4钛合金表面原位生长复合氧化物陶瓷膜．分析表明，陶瓷膜由Al2TiO5、α-Al2O3和金红石型TiO2构成，其中Al2TiO5为主晶相，金红石型TiO2含量由膜外层向内层逐渐增多，而α-Al2O3含量由外向内逐渐减少；整个膜层分为致密层和疏松层两部分．陶瓷膜提高了钛合金的耐盐酸和硫酸腐蚀性能．微等离子体氧化陶瓷膜使得钛合金的耐点蚀性能明显提高，同时使TCA钛合金与LY12铝合金之间的电偶腐蚀得到改善．     

TiO2光催化纳米薄膜的晶化处理

TiO2光催化纳米薄膜在400℃～80℃温内恒温退火1h-2h，以消除膜内非晶，提高薄膜光催化活性。热处理前后试样的检测结果表明：退火使TiO2薄膜内非晶晶化，晶粒长大，光响应电流增大。随退火温度的升高，TiO2薄膜出现由非晶斗锐钛矿斗金红石的转变。其中，600℃退火1h的TiO2薄膜为锐钛矿加金红石的混晶结构，光电流密度最大Iuv=41．2A／m^2，光催化活性最好。     

TA2纯钛表面微弧氧化膜的成分和相结构分析

采用交流微弧氧化方法，在铝酸盐溶液中的TA2纯钛表面沉积一层厚度达30μm的氧化物陶瓷膜，并用扫描电镜（SEM），能谱仪（EDS），X射线衍射（XRD），Raman光谱研究了氧化膜的成分和相结构，研究表明：该氧化膜具有内外两层结构，分别厚约15μm，氧化膜由TiAl2O5相和金红石型TiO2相组成，但外层膜里TiAl2O5相含量比内层膜里高得多，金红石则主要分布在膜内层里，来自溶液的铝原子已扩散到膜／钛基体界面，但膜外层的铝含量比内层高得多，微弧放电区瞬间高温高压过程对纯钛基体没有影响，Al,O原子都没有扩散进入未氧化的钛基体。     

交流脉冲参数对TC4钛合金微弧氧化陶瓷膜的影响

为了研究交流脉冲占空比和频率对微弧氧化膜的影响.采用恒电流方式对TC4钛合金进行微弧氧化,用扫描电镜和X衍射仪分析膜层的表面形貌及相结构.结果表明:随占空比的增大,微弧氧化膜层的生长速率增大,金红石相TiO2相对含量增加;随频率的增大,微弧氧化膜层的生长速率减小,表面趋于平整,锐钛矿相和金红石相TiO2相对含量与处理频率无关.     

湖南大学研发纳米二氧化钛改性氟碳涂料

湖南大学余刚、胡波年和杨景花等人日前研究成功一种纳米二氧化钛改性氟碳涂料及其制备工艺与应用，该涂料是将锐钛矿型纳米TiO2和金红石型纳米TiO2混合物添加到现有氟碳涂料中，添加比例为：锐钛矿型纳米TiO2和金红石型纳米TiO2混合物，氟碳涂料的质量比为1～4：100；所述锐钛矿型纳米TiO2和金红石型纳米TiO2混合物中，锐钛矿型纳米TiO2和金红石型纳米TiO2二者质量配比为4：1。本发明还包括所述改性氟碳涂料的制备工艺及用于涂敷铝合金板材的前处理工艺。使用本发明之氟碳涂料涂装后的铝合金型材和板材具有良好的白清洁性能，耐沾污和耐洗刷性能，良好的耐候性、耐化学腐蚀性，防水防潮，质量轻、防震、隔声、隔热、色泽均匀、不开裂、不变形、不剥落、不褪色等特点。     

工艺参数对磁控溅射制备 TiO2 薄膜结晶性的影响

目的探究TiO2薄膜结晶性与工艺参数之间的规律。方法采用直流反应磁控溅射法,改变工艺条件(样品位置、溅射功率、氧气分压、是否开转架、沉积温度以及是否退火),在普通载玻片基底上制备TiO2薄膜,并利用XRD和SEM对不同工艺参数下获得的TiO2薄膜进行分析。结果在靶基距固定的情况下,仅改变样品悬挂的上下位置时,薄膜的结晶性差别不大。随着溅射功率在一定范围内增大,薄膜的结晶性越来越好(趋于锐钛矿晶型)。与氧气分压为5%时相比,10%时的薄膜结晶性更优;与开转架时相比,不开转架时薄膜的结晶性更优。沉积温度在300,350℃两者之间变化时,对薄膜的结晶性影响不大。退火后薄膜的结晶性优于未退火薄膜。结论样品位置、沉积温度对于TiO2薄膜的结晶性影响不大;氧气分压、是否开转架对TiO2薄膜的结晶性有一定影响;溅射功率、退火与否对TiO2薄膜的结晶性影响较大,并且退火后出现金红石相。     

正向电压对TC4钛合金微弧氧化膜层性能的影响

在磷酸二氢钠、乙酸钙及EDTA混合电解液中,对TC4钛合金表面采用微弧氧化技术制备陶瓷膜层。使用膜层测厚仪和粗糙度仪对膜层进行检测,同时用SEM、EDS及XRD对膜层的表面形貌、化学成分及相组成进行分析。结果表明:随正向电压的逐渐升高,陶瓷层厚度呈上升趋势;微孔孔径逐渐增大,数量减少,粗糙度也不断增大;P、Ca二种元素的含量随正向电压升高逐渐增大,不稳定的锐钛矿型TiO2逐渐向稳定的金红石型TiO2变化。     

微弧氧化时间对二氧化钛薄膜微观结构与性能的影响

为提高钛表面原位生长TiO2薄膜层的光催化活性,在恒定电流下,研究了微弧氧化时间对所得膜层光催化活性的影响.利用XRD、SEM和分光光度计研究了氧化膜的相组成、微观结构和光降解效率.结果表明:随氧化时间的延长,涂层表面微孔孔径增加,粗糙度和膜厚变大,微孔数量减少;微弧氧化膜主要由金红石型TiO2和锐钛矿型TiO2组成,随氧化时间的延长,金红石相所占比例逐渐增大;膜层具有较高的光催化活性,该能力主要取决于膜内锐钛矿型TiO2的含量,且随着光照时间的延长而提高,并最终趋于稳定.     

Ti6Al4V合金微弧氧化/Cr2O3复合膜的生长特征与摩擦学性能

在电解液中加入Cr2O3微粒,以共生沉积方式在Ti6Al4V表面制备微弧氧化/Cr2O3复合膜。利用SEM、XRD、EDS等研究复合膜的生长规律及Cr2O3微粒的沉积方式,通过摩擦试验分析不同生长阶段的复合膜的摩擦磨损性能。结果表明:在0~30min内,复合膜呈近线性增长,之后生长速率明显变缓,膜层表面也出现了大块Cr2O3团聚体。复合膜主要由金红石TiO2、锐钛矿TiO2及Cr2O3相组成。随氧化时间的延长,锐钛矿TiO2逐渐减少,金红石TiO2含量先增加后趋于稳定,而Cr2O3的衍射峰一直增强,复合膜的耐磨性也先增后降;氧化20min时,复合膜的耐磨性最好,摩擦系数最小,仅为0.05~0.2。在微弧氧化过程中,Cr2O3微粒或直接吸附在熔融态的氧化膜表面,或被捕捉、锁定到氧化膜的表面微孔中;也有部分Cr2O3微粒被高温放电产生的熔融物裹覆并一起遇冷凝固到氧化膜中。     

有机太阳能电池金属电极表面改性研究

将纳米TiO2颗粒作为改性剂加入碱性铝酸盐电解液中,对太阳能电池金属电极材料进行表面微弧氧化改性,研究了不同含量TiO2颗粒对微弧氧化膜层组织与性能的影响。结果表明,随着电解液中TiO2含量的增加,微弧氧化膜层厚度从19.2μm提高到24.7μm。电解液中TiO2含量的增加可以减少膜层中的显微缺陷,提高膜层致密性。改性处理后膜层的主要物相为MgAl2O4、MgO和金红石型TiO2。