[发明专利]一种钛基亚氧化钛复合材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种钛基亚氧化钛复合材料的制备方法，包括如下步骤：钛基材预处理；将钛基材表面喷涂一层含钛酸丁酯和五氯化钽乙醇溶液的混合溶液，烘干形成有机涂层；将20‑30um的亚氧化钛颗粒用聚乙二醇和乙醇混合溶液稀释至浓度为0.2‑0.25mol/L；在有机涂层表面辊涂亚氧化钛溶液，烘干后形成厚度为30‑50um的亚氧化钛涂层；将喷涂有亚氧化钛涂层的钛基材放入380‑420℃的高温炉中烧结12‑20min，钛酸丁酯与五氯化钽乙醇溶液在烧结过程中包裹亚氧化钛粉末，与钛基材形成TiOsubgt;2/subgt;晶红石结构固溶体；重复步骤S4‑S5，形成多层亚氧化钛复合层。本发明提供的钛基亚氧化钛复合材料的制备方法，制备得到的复合材料导电性能优，亚氧化钛与钛基材的结合力好。

技术领域

本发明涉及钛材导电复合材料技术领域，具体涉及一种钛基亚氧化钛复合材料的制备方法。

背景技术

目前使用钛基材做贵金属涂层阳极基体，由于钛基材在制作贵金属阳极过程中，反复在500℃高温中烧结10次以上，在烧结过程中，基材会形成导电性较差的二氧化钛氧化物，影响阳极本身的导电性和寿命。

亚氧化钛(Titanium suboxide)是一种无机功能材料，主要活性成分为Ti₄O₇，具有导电性好、耐腐蚀、抗磨损、着色力强等特点。可用于导电添加剂、电极材料、抗腐蚀涂层、消光材料和污水处理等。现有技术中，钛基亚氧化钛材料的制备工艺采用常规的真空等离子喷涂方式，成本高，操作难度大；亚氧化钛成型工艺中，在高速喷涂条件下，部分亚氧化钛氧化，影响了亚氧化钛与钛基材的结合力，并影响了钛材料的导电性能。

鉴于此，有必要提供一种新的工艺解决上述技术问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种钛基亚氧化钛复合材料的制备方法，制备得到的复合材料导电性能优，亚氧化钛与钛基材的结合力好。

为了解决上述问题，本发明的技术方案如下：

一种钛基亚氧化钛复合材料的制备方法，包括如下步骤：

步骤S1，钛基材预处理；

步骤S2，将钛基材表面喷涂一层含钛酸丁酯和五氯化钽乙醇溶液的混合溶液，然后在140-160℃条件下烘干，形成有机涂层；其中钛酸丁酯的浓度为0.2-0.25mol/L，五氯化钽乙醇溶液的浓度为0.12-0.18mol/L；

步骤S3，将20-30um的亚氧化钛颗粒用聚乙二醇和乙醇混合溶液稀释至浓度为0.2-0.25mol/L，配置成亚氧化钛溶液；

步骤S4，在有机涂层表面辊涂亚氧化钛溶液，烘干后形成厚度为30-50um的亚氧化钛涂层；

步骤S5，将喷涂有亚氧化钛涂层的钛基材放入380-420℃的高温炉中烧结12-20min，钛酸丁酯与五氯化钽乙醇溶液在烧结过程中包裹亚氧化钛粉末，与钛基材形成TiO₂晶红石结构固溶体；

步骤S6，重复步骤S4-S5，形成2-4层亚氧化钛复合层。

进一步地，步骤S2中，钛酸丁酯的浓度为0.23mol/L，五氯化钽乙醇溶液的浓度为0.15mol/L。

进一步地，步骤S2中，有机涂层的厚度为2-5um。

进一步地，步骤S3中，亚氧化钛颗粒的浓度为0.22mol/L。

进一步地，步骤S1中，钛基材预处理包括如下步骤：

步骤S11：将钛基材放入草酸和盐酸的混合溶液中，加热至83-88℃，保持2.5-3.5h；其中草酸溶液质量浓度为8％，盐酸溶液质量浓度为5％；

步骤S12，超声波冲洗，然后在110-130℃条件下烘干。