电压施加方式在阳极氧化钛薄膜形成过程中的作(3)

不错的论文

第１２期巩运兰等：电压施加方式在阳极氧化钛薄膜形成过程中的作用

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阳极，直接施加一定的电压进行恒压直流阳极氧化的方法。氧化过程中电流密度经过了急剧上升一快速下降一逐渐稳定的过程。

图１是在不同电压下进行恒压直流阳极氧化５ｍｉｎ后的ＳＥＭ照片。从图中可以看到，在６０Ｖ电压下制备的Ｔｉ０。薄膜不能形成纳米孔，当电压升高到８０Ｖ时有极少量不通透的纳米孔形成，在１００Ｖ时这种不通透纳米级微孔的数量明显增多，当电压升高到１２０Ｖ时，形成了具有纳米级微孔的Ｔｉ０。薄膜，纳米孔的平均孔径约为１１０ｎｍ，孔密度约为８×１０８个／ｃｍ２。但纳米孔的分布非常不均匀，孔径也不均一，并且在每个纳米孔的周围都存在一圈突起，使得每个纳米孔好像是一个已经爆发的火山口。

２．２连续增加电压法

图２是采用连续增加电压法制备的ＴｉＯ：薄膜ＳＥＭ照片。制备方法为：首先施加６０Ｖ电压，电流密度急剧增加然后快速下降，当电流密度下降到最低点时增加１０Ｖ电压。增大电压后电流密度再次增大然后下降，当电流密度再次到达最低点时，电压再增加１０Ｖ，依此类推，一直增加到１２０

Ｖ。

在１２０Ｖ电压下再氧化５ｍｉｎ。从照片上可以观察到，采用逐渐升高电压方法制备出的Ｔｉｏｚ薄膜的表面，有许多即将形成纳米孔的胚胎，但没有形成真正的纳米孔。

图２连续施加电压法制备的Ｔｉ晓薄膜形貌

Ｆｉｇ．２

Ｓｕｒｆａｃｅ

ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙｏｆ

Ｔｉｏｚ

ｆｉｌｍ

ｆｏｒｍｅｄｉｎｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｖｏｌｔａｇｅ

２．３两步施加电压法

两步施加电压法是首先施加一个初始低电压（以下称作“初始电压”），电流密度经历一次快速上升及急剧下降的过程。当电流密度下降到最低点

万　

方数据时，再施加一个高电压（以下称作“放电电压”），电流密度再一次经历快速上升及急剧下降的过程。

图３是在１２０Ｖ放电电压、不同的初始电压下制备的Ｔｉｏ：薄膜ＳＥＭ照片，由图可见，ＴｉＯ：薄膜的形貌与图１（ｄ）相似，纳米孔周围也有一圈

图３两步施加电压法制备的Ｔｉ０２薄膜形貌

Ｆｉｇ．３

Ｓｕｒｆａｃｅ

ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙｏｆＴｉ０２ｆｉｌｍ

ｆｏｒｍｅｄｉｎｔｗｏ－ｓｔｅｐ

ｖｏｌｔａｇｅ