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
炉温升至特定温度后,打开纯净水喷头阀门,以1ml/m2-1000ml/m2的流速将纯净水均匀喷涂在钛材料表面;纯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。
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,步骤(3),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、喷涂流量、与喷涂时间,具体为:
240℃-350℃,纯水喷涂流量为1ml/m2-200ml/m2,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;
350℃-740℃,纯水喷涂流量为1ml/m2-400ml/m2,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;
740℃-1400℃,纯水喷涂流量为1ml/m2-1000ml/m2,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。
4.根据权利要求3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水的流量,提高该针状金红石型TiO2的体积与长度。