[发明专利]一种改善微弧氧化技术制备BaTiO3和SrTiO3介电薄膜表面形貌的方法

摘要

本发明公开了一种有效改善微弧氧化技术制备BaTiO3和SrTiO3介电薄膜表面形貌的方法。该工艺方法包括配制电解液、设置直流微弧氧化电源电参数和微弧氧化处理三个步骤，其中电解液采用M(OH)2或M(CH3COO)2溶液中的任意一种(M为Ba或Sr)，溶液浓度在0.05mol/L～X之间选择(X为该溶液60℃时的极限溶解度)，同时添加总含量为0.05～5g/L纳米TiO2和甘油、乙二醇等有机溶剂中的一种或几种；电流密度为100～500mA/cm2，脉冲频率为50～250Hz，占空比为60％～95％；时间设置为6～60min。该工艺方法可在Ti(Wt％＞95％)金属表面采用直流微弧氧化技术制备出表面形貌较好的BaTiO3或SrTiO3薄膜、薄膜的表面粗糙度值最低可达0.89um，薄膜具有优异的介电性能，工序简单、成膜速度快：6～60min可生成15～60um厚的陶瓷膜层，薄膜与基体Ti的结合为冶金结合。

主权项

一种有效改善微弧氧化技术制备BaTiO3或SrTiO3介电薄膜表面形貌的方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)配制电解液：电解液采用M(OH)2或M(CH3COO)2为主溶液(M为Ba或Sr)，溶液浓度在0.05mol/L～X之间(X为该溶液在60℃时的极限溶解度)，同时添加总含量为0.05～5g/L的纳米TiO2和甘油、乙二醇等有机溶剂中的一种或几种。(2)设置直流微弧氧化电源电参数：采用直流脉冲电源，脉冲波形为方波，模式为恒电流模式；电流密度为100～500mA/cm2，脉冲频率为50～250Hz，占空比为60％～95％；处理时间为6～60min。(3)微弧氧化：将经过前处理的Ti金属连接到阳极，并置于电解液中进行微弧氧化反应，反应过程中控制电解液温度保持在50‑60℃之间；反应完成后，取下Ti金属基板，用蒸馏水冲洗后，在蒸馏水中浸泡1～2小时，烘干后即获得介电薄膜。