在众多光催化材料中,TiO₂薄膜由于无毒、高效、能耗低等优点而被广泛研究。目前,TiO₂薄膜的制备较广泛地采用溶胶-凝胶法、CVD及PVD等方法,机械球磨法则很少。机械球磨法具有工艺简单、环境污染小、易于工业化生产等特点,应用前景良好。本文采用机械球磨法制备二氧化钛薄膜的过程中,首先进行了氧化锆球体上制备金属铝薄膜的预研究,分析了球磨时间、球磨转速、球料比对膜厚的影响规律及机理;然后分别以直径为6mm的氧化铝球和直径为1mm的氧化锆球为基体制备出二氧化钛薄膜,研究了薄膜的结构、形貌和催化性能等。机械球磨法实现了在陶瓷球体上涂覆上一定厚度的金属薄膜。采用L₉（3⁴）正交试验,发现球磨转速和球磨时间显著影响薄膜的形成。优化出的工艺参数为:球磨转速250r/min,球磨时间10h,球料比7:1;制备出的金属铝膜厚度达到50μm,金属铝粉通过冷焊沉积于基体上,与基体的机械结合性能良好。实验以直径为6mm的氧化铝球制备钛膜,薄膜厚度随球磨转速和时间的增加,均先增大后减小,在250r/min、15h时,膜厚达到了最大值20μm。薄膜的形成是一个动态过程,存在金属沉积核的形成和长大、薄膜的形成和增厚、薄膜的剥落等三个阶段。烧结时,随热处理温度升高,薄膜氧化程度加剧,表面的孔隙减少,颗粒趋于圆化,膜厚增加到30⁴0μm。随随热处理温度、球磨时间以及催化球的添加量的增加,薄膜的光催化降解率均先增大后减小,球磨15h、500℃烧结的薄膜,在催化球添加量为1g/ml时,降解率达到74.9%,且具有良好的重复使用性能。实验以直径为1mm的氧化锆球制备钛膜,薄膜厚度随球磨转速和时间的增加而增加。厚度为20μm的钛膜,经500℃热处理后,转变为包含有TiO₂、Ti₂O和TiO多种钛氧化物的复合薄膜。经500℃热处理后的薄膜,随膜厚的增加,光催化降解率增大,并趋于稳定,经30h球磨制备的20μm厚薄膜和40h球磨25μm厚薄膜,催化效果分别为72.3%和69.1%,制得的薄膜具有良好的重复使用性能。实验优化出的光催化活性较佳的薄膜,制备工艺和光催化实验参数为:（1）氧化铝球基体,球磨时间15h,球磨转速250r/min,球料比2:3,热处理温度500℃,催化球添加量1g/ml,对10mg/l的甲基橙溶液紫外光照30h的降解率为74.9%。（2）氧化锆球基体,球磨时间30h,球磨转速300r/min,球料比1:1,热处理温度500℃,催化剂添加量1g/ml,降解率达到了88.4%。