TiO_2纳米管阵列生长进程及微观结构的研究

摘要

采用高纯度的Ti箔作为阳极，以Pt片为阴极，在0．1％～1．0％HF水溶液中，电压0．4～14．5V，温度5-40℃范围内进行恒压阳极氧化制备TiO2膜。使用电化学工作站测试了线性扫描阳极极化曲线及阳极氧化过程中的电流密度-时间曲线：并使用扫描电子显微镜对氧化膜的平衡形貌进行观察；研究了阳极氧化时间、电压、电解液浓度以及温度对平衡生长氧化膜结构的影响。结果表明：阳极氧化工艺参数对氧化膜的形成速度、纳米孔孔径、纳米管阵列长度有显著影响。增大电解液浓度以及升高电解液温度，均有利于加快形成结构稳定的氧化膜，表现在到达氧化膜稳定生长的时间缩短，且平衡时纳米管的平均长度缩短。随电压增大，氧化膜生长加速，但获得平衡生长的时间相对延长；纳米孔孔径及纳米管的长度都随之增大。