3.3.3  水热反应时间对钛酸钡电性能的影响 17

结  论 19

致  谢 21

参考文献 22

1  引言

1.1  致密型氧化钛电介质膜

1.1.1  二氧化钛

随着人们把越来越多的目光集中在纳米技术上，二氧化钛(TiO2)纳米材料由于其特异功能也引起了很多学者的兴趣，将TiO2纳米材料通过物理或化学的方法人工地排列成一维、二维和三维的纳米结构体系成为近年来研究的热点[1]：尤其是一维的TiO2纳米管，它具有比表面积大和吸附能力强的特性，从而表现出更高的光催化活性和光电转换效率[2-3]，因此在储能材料、传感器[4-5]、太阳能电池[6-7]、光分解水制氢[8-10]、光催化降解有机物[11-15]等领域有着广阔的应用前景。刘继波等在实验中发现，以钛为原料制备出的电解电容器比容量可与钽电解电容器达到同一水准，其性能和制备方法与铝、钽、铌等阀金属为原料制备出的电解电容器相似，通过阳极氧化均能在其表面形成介电性能优良的介质膜[16]。

1.1.2  氧化钛致密膜的特点

氧化钛致密膜是一种金红石型TiO2薄膜[17-20] ，由于它具有优异的绝缘性，所以可作为电介质膜被广泛应用在电解电容器中，它的制备方法也十分简单，是将抛光后的钛片在中性电解液中如在草酸盐、己二酸盐、硼酸盐、磷酸盐等溶液中进行阳极氧化得到的，因此引起了很多学者的兴趣，目前已有多位学者对其进行相关研究[21-24]。随着电解液和氧化方式的改变，钛片表面所生成的致密膜的内在结构也会有所不同，其不同之处主要表现在是否有晶体结构和结晶度的不同。根据是否有晶体结构，致密膜分为晶型和非晶型，其中晶型致密膜的介电常数较大，拥有较高的比容，但它的缺点是具有电不稳定性，这是由其结构内部的孔隙和氧空位导致的。

1.1.3  氧化钛致密膜介电性能的影响因素

对于生长在平面钛片表面的致密膜来说，其比容主要受氧化方式、电解液、氧化面积和致密膜厚度影响。在阳极氧化法制备的情况下，当确定电解液和致密膜面积时，致密膜的比容主要受到致密膜厚度的影响，一般生成致密膜的厚度随制备时电压的增大呈上升趋势，但并不是完全成正比例关系。由于钛片的平面结构，可以将钛电解电容器简化为平板结构的电容器时，可推导出电容器比容：

                        (1-1)

其中，C为比容大小，ε0为真空介电常数，εr为致密膜的介电常数，d为致密膜的厚度，S为致密膜的表面积。根据公式(1-1)可以看出，致密膜的容量与其厚度成反比关系，当致密膜的厚度越小时，其具有的容量越大。

致密膜的漏电流大小也被其厚度显著影响，根据公式：

                               (1-2)

其中，je为漏电流大小，αe 、βe为常数，E为电场大小。根据公式(1-2)可以看出，漏电流大小与场强的1/2次方成正比关系。而场强E的大小由工作电压和致密膜的厚度决定，根据公式：

                                     (1-3)

可以得到，当工作电压一定，致密膜的厚度d越小时，工作场强E越大，则漏电流越大。

1.2  导电聚合物

1.2.1  导电聚合物的特性

导电聚合物又被称为导电高分子，因具有导电性好[25]、可以设计和调整结构从而调控性能、种类多样化等多种优点，引起了学者的广泛关注，它作为一种功能型材料具有很大的发展潜力。在它众多的特性中，它最大的优势体现在可以设计和调整结构从而调控性能，其电导率也是如此：可以使用掺杂等手段调控其值大于半导体的电导率，小于导体的电导率。导电聚合物的分类有很多种，根据内部结构和外在性能的不同，可以将导电聚合物大致划分为两类：本征型和复合型导电聚合物材料[26]，其中本征型导电聚合物通过人工手段可以使其导电能力大大提高。