一维有序TiO₂纳米管阵列（TNTs）,因其较大的比表面积、较高的机械强度、较强的吸附能力以及独特的光学和电学特性等优势,在储能器件、传感器、太阳能电池、光催化等领域具有广阔的应用前景。如何稳定地制备结构和性能可控的TNTs是能源材料领域探求的热点之一。纳米管的长度、管径、管壁厚度及管间距等微观形貌对其性能有重要影响。然而,通过调控阳极氧化参数改善TNTs微观形貌的过程中,经常会遇到制备的TNTs出现较大裂纹,甚至直接从Ti基底上直接剥离,造成TNTs基器件无法成功制备的问题。系统研究温度、电压、时间等阳极氧化参数及Ti基底的微观结构对TNTs生长行为的影响,对制备高度有序、微观形貌可控且与基底结合紧密的TNTs具有重要意义。本研究利用阳极氧化法,在由水,NH₄F和乙二醇组成的有机电解液中制备出TiO₂纳米管阵列,研究了TiO₂纳米管阵列在30℃～60℃的温度范围内和在30V～50V的电压范围内的阳极生长规律。动力学分析表明,控制TiO₂纳米管生长的主要机理是“场致溶解”。纳米管长度和直径的生长速率对温度的依赖性遵循阿伦尼乌斯（Arrhenius）关系。TiO₂纳米管的长度增长的活化能比直径增长的活化能大得多,并且是阳极氧化电压的线性下降函数。实验结果表明了纳米管长度增长速度与阳极氧化电压之间的幂律关系,用以描述TiO₂纳米管在稳态下的生长。其次,本研究还发现TiO₂纳米管的形貌及其他特性与下面Ti金属衬底的晶体取向和微观组织有很大关系。本研究通过电子背散射技术分析（EBSD）结合原子力显微镜分析（AFM）和X射线衍射分析（XRD）对钛基底的微观结构和粗糙度进行了探讨,利用扫描电子显微镜（SEM）表征了形貌。实验结果表明:在（0001）基面织构的钛基底上,粗糙度越小TiO₂纳米管的生长速率越快;同一个钛板,随着腐蚀深度的增大,TiO₂纳米管薄膜和钛基底表面的结合力越大;不同厚度的钛板,随着压下量的增大,位错密度逐渐增大,结合力逐渐减小。此外,TiO₂纳米管阵列SEM图快速傅立叶变换衍射图显示的窄空间分布表明TiO₂纳米管管径、壁厚、排列都是均匀分布。