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专利号: 2019104800738
申请人: 成都大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 对金属材料的镀覆;用金属材料对材料的镀覆;表面化学处理;金属材料的扩散处理;真空蒸发法、溅射法、离子注入法或化学气相沉积法的一般镀覆;金属材料腐蚀或积垢的一般抑制〔2〕
更新日期:2024-04-03
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.二氧化钛薄膜的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:(1)对原材料进行清洁

钛材料为纯钛/钛合金材料,去除表面杂质与氧化膜后,依次采用丙酮、酒精、去离子水对钛材料表面进行反复清洗;

(2)钛材料的烘干与加热

将钛材料放置于可通入流动性气体的石英反应炉内,通入氩气,排除炉内空气,并保持氩气的持续通入;将炉温升高烘干钛材料,然后根据欲获得不同反应产物与表面结构的需要,将炉温升至特定的温度;

(3)钛表面的水淬处理

2 2

炉温升至特定温度后,打开纯净水喷头阀门,以1ml/m‑1000ml/m的流速将纯净水均匀喷涂在钛材料表面;纯净水喷涂需要一定时间间隔,间隔时间长度根据反应需求选择在1秒至120秒之间;

具体过程为,根据对所需获得的TiO2层厚度、相及形貌的不同需合理选择反应温度、喷涂流速、与喷涂时间,具体为:

2 2

240℃‑350℃,纯净水喷涂流速为1ml/m‑200ml/m ,时间间隔1秒至30秒,喷涂次数1‑

200次,获得100nm‑240μm厚度,颗粒状锐钛矿型TiO2薄膜层;

2 2

350℃‑740℃,纯净水喷涂流速为1ml/m‑400ml/m ,时间间隔1秒至60秒,喷涂次数1‑

200次,获得1μm‑2mm厚度,颗粒状锐钛矿/金红石混晶型TiO2薄膜层;

2 2

740℃‑1400℃,纯净水喷涂流速为1ml/m ‑1000ml/m ,时间间隔1秒至120秒,喷涂次数

1‑200次,获得1μm‑10mm厚度,表面出现针状结构的金红石型TiO2薄膜层。

2.根据权利要求1所述的二氧化钛薄膜的制备方法,其特征在于,步骤(2)具体过程为,对石英反应炉内以2ml‑1500ml/s的速率通入氩气,排除炉内空气,并保持氩气的持续通入以保证炉内氩气正压力,防止空气倒流;将炉温升至140℃并保温1小时烘干,然后根据欲获得不同反应产物与表面结构的需要,将炉温升至240℃‑1400℃之间特定的温度。

3.根据权利要求1或2所述的二氧化钛薄膜的制备方法,其特征在于,所述的针状结构的金红石型TiO2薄膜层的生长调控,通过增加喷涂次数,提高该针状金红石型TiO2的数量;

通过提高反应温度与喷涂纯净水的流速,提高该针状金红石型TiO2的体积与长度。