简述
五氧化三钛(Ti3O5)是一种重要的金属氧化物,常温下表现为蓝黑色粉末状结晶颗粒,带有金属光泽。分子结构上,它是由三个钛原子和五个氧原子组成,具有复杂的晶体结构。该物质有多种同质异晶体,最常见的结构是单斜晶系,这种结构赋予其独特的物理和化学性质。研究表明,五氧化三钛具有相变可逆性,光催化性,氧敏性等一系列特性,且阻-温稳定性好,无毒无害,属环境友好型材料。随着纳米科技的不断发展,五氧化三钛纳米材料的研究掀起了热潮,良好的光存储,光催化性能使其备受关注[1]。

化学性质
五氧化三钛在光学方面表现出优异的性能,其折射率约为2.4,在可见光和近红外光谱范围内表现出良好的透过性,使其可应用于多种光学材料制备;五氧化三钛还具有较高的硬度和较好的耐磨性,使其在高应力和高磨损环境中表现出色;五氧化三钛还具有相对较高的电导率和适中的介电常数,使其在电子元器件中具有广泛的应用潜力。
制备方法
文献公开了一种高强度光学镀膜用五氧化三钛的制备方法,包括以下步骤:第一球磨‑压制坯体‑预烧坯体‑第二球磨‑烧结处理,最终得到产品。该发明工艺合理,通过冷等静压成型,增加二氧化钛粉与钛粉之间的接触面积,其目的一方面是为了促进固相合成反应充分进行,提高五氧化三钛的生成率,另一方面是为了在晶粒的生成过程中,降低了结晶温度及晶粒长大温度,以使细小晶粒的生成,最终制备所得的五氧化三钛晶体规格均在1.0‑4.0mm范围内,制备获得的五氧化三钛晶体的放气量小、纯度高、无崩点、纯度和质量较高,可广泛用于各种增透膜、多层膜[2]。
应用
陶瓷材料领域报道了一种耐高温金属陶瓷模具及其制备方法,包括以下步骤:按照重量百分比,将硅化钨,五氧化三钛,氧化钡,埃罗石纳米管,硅酸锌,钨,钴,钒,铜混合,在真空熔炼炉中熔融,熔融温度为1320-1360℃,然后在1230-1260℃下浇注成型,得到耐高温金属陶瓷模具。与现有技术相比,该发明以硅化钨,五氧化三钛,氧化钡,埃罗石纳米管,硅酸锌,钨,钴,钒,铜为原料,各个成分相互作用,相互影响,提高了制备的金属陶瓷模具的耐高温性能,具有良好的抗拉强度[3]。
光学材料领域则公开了一种过滤蓝光的耐磨触摸显示屏及其制造方法。触摸显示屏包括基板,基板的外表面从里到外依序设有第一膜层,第二膜层和第三膜层,第一膜层为五氧化三钛层,第二膜层为二氧化硅层,第三膜层为金属层,第四膜层为高硬度层。具体制造方法包括以下步骤:1)对基板进行清洗;2)对基板的外表面进行镀膜。经上述过程制备得到的触摸显示屏能有效地过滤33%以上有害蓝光,而且整体清晰度高,对于视觉的清晰度和真实性有着很好的贡献,通过对有害蓝光的过滤能有效的缓解视觉疲劳。同时,该触摸显示屏具有较高的耐磨性[4]。
THz波透射特性研究
研究人员采用C还原TiO2粉体制备得到一种λ相五氧化三钛材料,研究了该材料在变温及光激发条件下的相变特性,并重点分析了其变温过程中的THz波透射特性。研究表明,λ-五氧化三钛在室温-210℃范围内会发生连续的类金属-金属态可逆相转变,伴随着THz透射强度持续变化,即可实现宽温度范围内的THz透射调控,可用于THz传感等领域[5]。
参考文献
[1]刘娇.Ti3O5纳米线的自诱导制备及性能研究[D].南昌大学,2014.DOI:10.7666/d.D647931.
[2]崔云,范霄霄.一种高强度光学镀膜用五氧化三钛制备方法:202211335289[P].
[3]王荣耀,唐虹雨.一种耐高温金属陶瓷模具及其制备方法:CN201711398799.4[P].
[4]吴晓彤,方俊勇.一种过滤蓝光的耐磨触摸显示屏及其制造方法:CN201511032087.1[P].
[5]施奇武,黄婉霞,柴国庆.一种新型相变氧化物材料的制备及其THz波透射特性研究[C]//中国电子学会;太赫兹科学协同创新中心.中国电子学会;太赫兹科学协同创新中心, 2015.