一种硼掺杂二氧化钛薄膜的制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN103088286A*(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103088286103088286A(43)申请公布日2013.05.08(21)申请号201310014295.3(22)申请日2013.01.15(71)申请人太原理工大学地址030024山西省太原市迎泽西大街79号力学学院(72)发明人王鹤峰李咏梅黄晓波张莹李秀燕唐宾(74)专利代理机构北京轻创知识产权代理有限公司11212代理人杨立(51)Int.Cl.C23C12/02(2006.01)C23C8/12(2006.01)权利要求书1页权利要求书1页说明书4页说明书4页(54)发明名称一种硼掺杂二氧化钛薄膜的制备方法(57)摘要本发明涉及一种硼掺杂二氧化钛薄膜的制备方法，包括以下步骤：1）在双层辉光离子渗金属炉中，将固态化合物二硼化钛固定在源极上，金属工件放置在阴极上，阳极接在炉壳上并接地；2）将所述双层辉光离子渗金属炉内部抽真空，充入氩气，然后接通阴极电源，在阳极与阴极间施加直流电压，并使金属工件进行第一次升温，升温后进行离子轰击；控制调节通入氩气和氧气的混合气体，然后再调节阴极电压，同时接通源极电源，在源极与阳极间加直流电压，在源极电压为-900～-1100V的条件下，使金属工件进行第二次升温，然后进行等离子渗镀Ti、B并与O2反应，然后再进行保温，保温后再冷却到室温，即可。本发明工艺简单，生产成本低。CN103088286ACN103826ACN103088286A权利要求书1/1页1.一种硼掺杂二氧化钛薄膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1）在双层辉光离子渗金属炉中，将固态化合物二硼化钛固定在源极上，金属工件放置在阴极上，阳极接在炉壳上并接地；2）然后将所述双层辉光离子渗金属炉内部抽至极限真空，炉内充入氩气，使气压维持在15～18Pa之间，加阴极电压至500V～600V，使金属工件进行第一次升温，升温后对金属工件表面进行离子轰击；控制调节通入流量比为1:1的氩气和氧气的混合气体，使气压维持在35～45Pa之间，然后再调节阴极电压，同时接通源极电源，在源极与阳极间施加直流电压，在源极电压为-900～-1100V的条件下，使金属工件进行第二次升温，然后在保温条件下进行等离子渗镀钛硼，保温后再冷却到室温，即得到所述硼掺杂二氧化钛薄膜。2.根据权利要求1所述的硼掺杂二氧化钛薄膜的制备方法，其特征在于，所述固态化合物二硼化钛是由二硼化钛粉制成。3.根据权利要求2所述的硼掺杂二氧化钛薄膜的制备方法，其特征在于，所述固态化合物二硼化钛的形状为板状、柱状或筒状中的任意一种。4.根据权利要求1所述的硼掺杂二氧化钛薄膜的制备方法，其特征在于，所述金属工件为具有Ti、B固溶度的金属固体材料。5.根据权利要求4所述的硼掺杂二氧化钛薄膜的制备方法，其特征在于，所述金属工件为铁素体不锈钢或奥氏体不锈钢。6.根据权利要求1至5任一项所述的硼掺杂二氧化钛薄膜的制备方法，其特征在于，在步骤2）中，所述极限真空为1×10-1Pa。7.根据权利要求1至5任一项所述的硼掺杂二氧化钛薄膜的制备方法，其特征在于，所述金属工件进行第一次升温后的温度为400～600℃；所述进行离子轰击的时间为20～40min。8.根据权利要求1至5任一项所述的硼掺杂二氧化钛薄膜的制备方法，其特征在于，所述调节阴极电压后的电压范围为-350～-550V。9.根据权利要求1至5任一项所述的硼掺杂二氧化钛薄膜的制备方法，其特征在于，所述金属工件进行第二次升温后的温度为900～1000℃。10.根据权利要求1至5任一项所述的硼掺杂二氧化钛薄膜的制备方法，其特征在于，所述保温的时间为1～5小时。2CN103088286A说明书1/4页一种硼掺杂二氧化钛薄膜的制备方法技术领域[0001]本发明涉及一种硼掺杂二氧化钛薄膜的制备方法，属于在金属表面处理技术领域。背景技术[0002]从1972年发现半导体二氧化钛在紫外光照射下将水分解成氢和氧气以来，二氧化钛光催化与光电化学的研究一直十分活跃，被广泛应用于光电转换太阳能电池的开发、气体传感器、太阳能分解水制氢气、污水及废气的光催化降解、光催化杀菌、自清洁及防雾等多个方面。二氧化钛成本低、无二次污染、性能稳定，且利用太阳光就能驱动光催化反应进行。但是，TiO2的禁带宽度较大（Eg=3.0～3.2Ev），只能被400nm以下的紫外光激活，对可见光的吸收差，极大地限制了其应用范围。通常采用掺杂金属或非金属的方式增加其可见光活性，目前报道的有非金属如C，N，S，B等元素的掺杂以及Fe，Cr，Sb和稀土元素以及其他多种金属元素的掺杂等，但负载型TiO2光催化剂研究多集中在以玻璃、硅片和陶瓷为基底，而玻璃、陶瓷板易破碎，