阳极后热处理是决定材料性能的关键步骤。虽然阳极氧化会形成初始的二氧化钛层，但需要煅烧炉来最终确定材料的性能。这种高温工艺可以净化表面的化学残留物，并从根本上改变晶体结构，从而释放出板材的功能潜力。
在 500°C 下煅烧可将钛板从简单的氧化金属转化为功能组件。它通过蒸发残留的电解质并将非晶态二氧化钛转变为高活性的锐钛矿晶相来实现这一目标。
转变材料结构
从无定形到晶体
阳极氧化阶段之后，表面的二氧化钛（$\text{TiO}_2$）是无定形的。
在这种状态下，原子结构缺乏明确的顺序。煅烧提供了重排这些原子形成精确晶格结构所需的热能。
目标锐钛矿相
这种热处理的主要目标是获得锐钛矿晶相。
这种特定的晶体形式至关重要，因为它具有优异的光催化活性。没有这种相变，钛板就无法有效地进行光诱导化学反应。
增强电子稳定性
除了反应性之外，煅烧引入的结构顺序还提高了材料的耐久性。
转变为锐钛矿相可显著提高电子稳定性。与无序的无定形状态相比，这确保了材料在电应力下的行为一致。
净化和表面清洁
去除化学污染物
阳极氧化过程涉及液体电解质，这些电解质通常会残留在材料上。
特别是，残留的甘油和水分等成分可能会残留在多孔氧化层中。如果不进行处理，这些杂质会干扰板材的性能。
蒸发机理
煅烧炉利用受控环境来清除这些污染物。
将板材在500°C 下处理 1.5 小时可确保挥发性残留物完全蒸发。这样可以留下化学纯净的表面，为苛刻的应用做好准备。
理解权衡
工艺敏感性
此步骤的参数并非随意设定；它们必须精确。
选择 500°C 的特定目标是为了最大化锐钛矿的形成。显著偏离此温度可能无法实现所需的相，或者可能降解表面结构。
吞吐量影响
增加煅烧步骤会增加制造的复杂性。
它需要一个专门的 1.5 小时周期，与相对快速的氧化过程相比，这会造成瓶颈。然而，对于高性能应用来说，这种时间投入是不可避免的。
为您的目标做出正确的选择
为确保您的钛板满足性能要求，请考虑以下加工重点：
- 如果您的主要关注点是最大反应性：严格将温度保持在 500°C，以确保尽可能高的锐钛矿晶相形成百分比。
- 如果您的主要关注点是化学纯度：不要缩短 1.5 小时的持续时间，因为这段时间对于完全蒸发孔隙结构中的残留甘油和水分至关重要。
通过将煅烧炉视为结构工程工具，而不仅仅是烘干箱，您可以确保稳定、高性能的最终产品。
总结表：
| 工艺特征 | 煅烧前（阳极氧化后） | 煅烧后（500°C 1.5 小时） |
|---|---|---|
| 晶体结构 | 无定形（无序） | 锐钛矿晶体（有序） |
| 光催化活性 | 低/不活跃 | 高/功能性 |
| 表面纯度 | 含有残留甘油和电解质 | 化学纯净且干燥 |
| 电子稳定性 | 低/不可预测 | 高/稳定 |
| 物理状态 | 多孔且受污染 | 精炼且结构稳定 |
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参考文献
- Dwiprayogo Wıbowo, Akrajas Ali Umar. Morphological Analysis of Ag Doped on TiO2/Ti Prepared via Anodizing and Thermal Oxidation Methods. DOI: 10.33263/briac122.14211427
本文还参考了以下技术资料 Kintek Solution 知识库 .
