[發明專利]一種基于鈦金屬表面的納米復合材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201210209846.7
• 申請日: 2012-06-25
• 公開（公告）號: CN102677055A
• 公開（公告）日: 2012-09-19
• 發明（設計）人: 劉宣勇;錢仕
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海硅酸鹽研究所
• 主分類號: C23C28/00
• 分類號: C23C28/00
• 代理公司: 上海瀚橋專利代理事務所(普通合伙) 31261
• 代理人: 曹芳玲

1.一種基于鈦金屬表面制備納米復合材料的制備方法，其特征在于，包括對鈦金屬表面規則氧化鈦納米管陣列薄膜進行碳等離子體浸沒離子注入和沉積處理，以此在鈦金屬表面形成具有納米中空錐形陣列的石墨/氧化鈦復合薄膜。

2.根據權利要求1所述的基于鈦金屬表面制備納米復合材料的制備方法，其特征在于，在進行碳等離子體浸沒離子注入或沉積處理時以高純石墨為陰極。

3.根據權利要求2所述的基于鈦金屬表面制備納米復合材料的制備方法，其特征在于，對鈦金屬表面的規則氧化鈦納米管陣列薄膜進行碳等離子體浸沒離子注入工藝使碳在納米管口沉積，以此形成含碳氧化鈦納米管薄膜。

4.根據權利要求3所述的基于鈦金屬表面制備納米復合材料的制備方法，其特征在于，對經碳等離子體浸沒離子注入處理形成的含碳氧化鈦納米管薄膜進行碳等離子體浸沒離子沉積處理，使納米管口碳沉積為環狀膜層。

5.根據權利要求4所述的基于鈦金屬表面制備納米復合材料的制備方法，其特征在于，所述環狀膜層為逐層生長形成。

6.根據權利要求1至5中任一項所述的基于鈦金屬表面制備納米復合材料的制備方法，其特征在于，所述等離子體浸沒離子注入處理工藝條件為：本底真空度為3.0×10^-3～5.0×10^-3Pa、注入電壓為15～40kV、脈沖頻率為5～9Hz、脈寬為200～500μs、注入時間為30～120分鐘。

7.根據權利要求7所述的基于鈦金屬表面制備納米復合材料的制備方法，其特征在于，所述等離子體浸沒離子注入處理工藝條件為：本底真空度為4.0×10^-3Pa，注入電壓為20kV，脈沖頻率為8Hz，脈寬為450μs，注入時間為60分鐘。

8.根據權利要求1至7中任一項所述的基于鈦金屬表面制備納米復合材料的制備方法，其特征在于，所述等離子體浸沒離子沉積處理工藝條件：本底真空度為3.0×10^-3～5.0×10^-3Pa、脈沖電壓為200～600V、脈沖頻率為5～9Hz、脈寬為1000～4000μs、占空比為10%～30%、沉積時間為30～120分鐘。

9.根據權利要求8所述的基于鈦金屬表面制備納米復合材料的制備方法，其特征在于，所述等離子體浸沒離子沉積處理工藝條件為：本底真空度為4.0×10^-3Pa，脈沖電壓為450V，脈沖頻率為8Hz，脈寬為2000μs，占空比為15%，沉積時間為60或120分鐘。

10.根據權利要求1－9中任一項所述的基于鈦金屬表面制備納米復合材料的制備方法，其特征在于，通過陽極氧化技術在鈦金屬表面原位氧化生成規則氧化鈦納米管陣列薄膜。

11.根據權利要求10所述的基于鈦金屬表面制備納米復合材料的制備方法，所述氧化電壓為20～80V，氧化時間為1～96小時。

12.一種根據權利要求1至11中任一項所述的方法制備的基于鈦金屬表面制備納米復合材料，其特征在于，所述復合材料為納米中空錐形陣列的石墨/氧化鈦復合薄膜，所述納米結構具有圓錐狀封閉外形。

13.根據權利要求12所述的石墨/氧化鈦復合薄膜，其特征在于，所述石墨/氧化鈦復合薄膜的成分組成是石墨和銳鈦礦型氧化鈦納米晶粒與無定形石墨。