题目：高介电性复合氧化物薄膜制备及性能研究

本文通过溶胶凝胶、电沉积等薄膜制备方法在钢铁、铝箔等基体上制备TiO2 和BaTiO3薄膜，并对制备薄膜的物理化学性能进行了研究；对沉积有氧化物的铝箔基体，进行阳极氧化形成复合薄膜，研究了氧化物对电极箔的电性能的影响。1、 采用溶胶凝胶法研究了TiO2薄膜分别在不同阳极氧化电压、涂层次数、热处理温度、热处理时间等条件下对铝光箔的电性能的影响。结果表明：在阳极氧化电压范围内，单层TiO2膜层对电极箔的比电容提高约30% -60%左右；三层涂膜时比电容提高最高，提高约80%；热处理温度越高，比电容和耐电压性能越好；热处理时间为20min时比电容达到最大值。经过XRD和Raman光谱测试发现，在400℃和500℃分别有锐钛矿相和金红石相TiO2产生，随着温度的提高锐钛矿相和金红石相增加。通过FE-SEM与AES分析可知，阳极氧化后TiO2涂层的电极箔由TiO2、Al-Ti-O、Al2O3三层膜层组成。随着阳极氧化电压的增加，Al-Ti-O的厚度增加。低压腐蚀箔上浸渍TiO2薄膜，比电容也有所提高，在阳极氧化电压20V-50V之间，比电容提高约11-14%左右。2、采用草酸钛钾和羟胺作为电解沉积TiO2薄膜的电解液，以碳钢为基体研究了羟胺浓度、搅拌速度、电流密度对电解沉积薄膜的影响。结果表明：在搅拌速度为250rpm、8-25mA/cm2时，羟胺浓度为1mol/L时，在钢铁上获得银白色的涂层；羟胺浓度为0.5mol/L时获得透明的薄膜。通过钢铁上获得的工艺在铝电极箔表面电解沉积TiO2薄膜，其比电容提高约20%左右。3、以乙酰丙酮与乙醇等体积混合溶剂作为电泳沉积BaTiO3悬浮液，在钢铁基体上研究发现在50V电压、2cm基板间距、2 wt %BaTiO3浓度、150rpm搅拌速率下可以获得较优的BaTiO3薄膜。经过1150℃热处理2h，电泳沉积钛酸钡薄膜室温下在100kHz的介电常数和介电损耗分别约为65和2.5。 采用上述电泳沉积工艺，研究了BaTiO3颗粒对高压和低压腐蚀箔的电性能的影响。结果表明：1) BaTiO3颗粒通过电泳沉积过程中进入高压箔的腐蚀孔洞中，阳极氧化后部分BaTiO3颗粒镶嵌于高压箔腐蚀孔洞中，比电容提高约10-18%左右。2)由于低压腐蚀箔的腐蚀孔洞较小，BaTiO3对低压腐蚀箔比电容影响较小。