本文關(guān)鍵詞：大電流密度、高電壓陽極氧化過程制備多孔陽極氧化鋁膜　出處：《華南理工大學(xué)》2016年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

  更多相關(guān)文章： 多孔 陽極氧化鋁 大電流密度 多級(jí) 競(jìng)爭(zhēng)生長(zhǎng)

【摘要】：多孔陽極氧化鋁(PAA:Porous Anodic Alumina)膜具有工藝成熟、過程可控、參數(shù)可調(diào)等特點(diǎn),是最廣泛使用的構(gòu)筑納米結(jié)構(gòu)材料的模板之一。本文利用草酸溶液作為電解液體系,研究大電流密度、高電壓陽極氧化過程。1、本文以50mA/cm2,500V為例對(duì)大電流密度恒流陽極氧化過程進(jìn)行了系統(tǒng)研究,建立了大電流密度恒流陽極氧化過程體系,將氧化電壓的上升過程進(jìn)行了四個(gè)階段的劃分,分別為(1)線性上升階段;(2)緩慢過渡階段;(3)相對(duì)平穩(wěn)階段;(4)指數(shù)上升階段,分析了各個(gè)階段PAA膜的生長(zhǎng)狀態(tài)。2、本文利用100mA/cm2、300mA/cm2大電流密度對(duì)預(yù)刻痕Al基底進(jìn)行二次瞬態(tài)陽極氧化,從而制備出具有錐形、漏斗形、分孔孔洞等具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)PAA膜。研究發(fā)現(xiàn),一次陽極氧化除膜后Al凹坑的有序度對(duì)二次瞬態(tài)大電流密度恒流陽極陽極氧化過程有很重要的影響,Al凹坑有序度越高,所制得PAA膜的結(jié)構(gòu)單元越均勻。通過調(diào)整一次陽極氧化的參數(shù),除膜后可再剩余的Al基底上得到不同有序度、不同尺寸大小的凹坑,進(jìn)一步調(diào)節(jié)二次瞬態(tài)陽極氧化的電流密度、反應(yīng)時(shí)間、擴(kuò)孔時(shí)間可得到不同形貌的PAA膜。在擴(kuò)孔過程中孔洞的形貌的改變,證實(shí)PAA膜孔壁的分層結(jié)構(gòu),即純度較高的內(nèi)層和較多摻雜的外層。通過擴(kuò)孔過程中的腐蝕作用,可去除表面粗糙不均勻的外層,剩余純度較高均勻內(nèi)層。3、利用30mA/cm2~60mA/cm2大電流密度恒流陽極氧化過程中的恒流-穩(wěn)壓過程制備有序大結(jié)構(gòu)單元PAA膜,所獲得的自組織最優(yōu)電壓在135V~183V之間,PAA膜孔間距在307~415nm之間,拓寬了自組織有序化窗口。研究陽極氧化電壓Ua和孔間距Dint的比例系數(shù),發(fā)現(xiàn)這種方法下的比例系數(shù)在軟陽極氧化和硬陽極氧化之間(ζHAζccsvζMA),這意味著大電流密度恒流陽極氧化法制備有序PAA膜形成了新的自組織機(jī)制。本文還探究了電流密度、反應(yīng)溫度、草酸和乙醇配比、初始反應(yīng)設(shè)定對(duì)陽極氧化過程的影響。4、利用30~60mA/cm2的大電流密度恒流陽極氧化升壓過程使PAA膜在300V以上進(jìn)行恒壓陽極氧化,高電壓恒壓陽極氧化過程會(huì)引發(fā)孔洞的競(jìng)爭(zhēng)生長(zhǎng)現(xiàn)象,從而在阻擋層形成微米級(jí)的團(tuán)簇,其中微米級(jí)團(tuán)簇是由亞微米不規(guī)則結(jié)構(gòu)單元構(gòu)成。本文提出優(yōu)勢(shì)生長(zhǎng)點(diǎn)的概念,獲得優(yōu)勢(shì)生長(zhǎng)的孔洞會(huì)發(fā)生分枝現(xiàn)象從而占領(lǐng)其他孔洞的生長(zhǎng)空間。本文探究陽極氧化電壓、乙醇添加、終止電流密度對(duì)這種高電壓下的非穩(wěn)態(tài)-競(jìng)爭(zhēng)生長(zhǎng)過程的影響。利用孔洞之間的這種非穩(wěn)態(tài)-競(jìng)爭(zhēng)生長(zhǎng)過程可制備微米/亞微米分級(jí)結(jié)構(gòu)PAA膜,我們將這種方法制備的微米/亞微米分級(jí)PAA膜分成三種:(1)密堆型;(2)互連型;(3)分離型。結(jié)合軟陽極氧化過程在亞微米級(jí)的弧面上生長(zhǎng)納米孔洞,從而制備出微米/亞微米/納米多級(jí)復(fù)合結(jié)構(gòu)PAA膜。調(diào)節(jié)軟陽極氧化的電壓(30~50V),我們發(fā)現(xiàn)納米級(jí)孔間距基本遵循軟陽極氧化的比例系數(shù)2.5nm/V,施加的電壓越大孔間距越大。利用高電壓恒壓陽極氧化過程,結(jié)合二次軟陽極氧化,是一種快速制備多級(jí)復(fù)合結(jié)構(gòu)PAA膜的方法,具有操作簡(jiǎn)單、設(shè)備易取、過程可控等優(yōu)點(diǎn)。
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TB383.1

【相似文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫 前5條

1 ;大電流密度鍍鋅[J];材料保護(hù);1999年10期

2 周昀,包曄峰,樓松年,吳毅雄;大電流密度MAG焊接試驗(yàn)研究[J];電焊機(jī);2003年03期

3 張曉順,姜效軍;大電流密度下鉻電極析氫行為[J];過程工程學(xué)報(bào);2002年03期

4 沈春英;丘泰;李曉云;;高性能浸漬型陰極材料研究進(jìn)展[J];材料導(dǎo)報(bào);2005年03期

5 ;[J];;年期

中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫 前5條

1 劉冬梅;;低溫大電流密度陰極技術(shù)研究[A];中國(guó)電子學(xué)會(huì)真空電子學(xué)分會(huì)第十三屆學(xué)術(shù)年會(huì)論文集（下）[C];2001年

2 張偉;沈志榮;姜祥祺;;利用東芝材料制作的大電流密度鎢膜陰極[A];第四屆華東真空科技學(xué)術(shù)交流展示會(huì)學(xué)術(shù)論文集[C];2003年

3 邵文生;李娜;王輝;王萍;高玉娟;朱木易;;大電流密度熱陰極的實(shí)現(xiàn)途徑[A];中國(guó)電子學(xué)會(huì)真空電子學(xué)分會(huì)第十九屆學(xué)術(shù)年會(huì)論文集（下冊(cè)）[C];2013年

4 陳心全;王琦龍;崔云康;狄云松;劉京;張曉;;大電流密度場(chǎng)致發(fā)射陰極的獲得及其特性分析[A];中國(guó)電子學(xué)會(huì)真空電子學(xué)分會(huì)第十九屆學(xué)術(shù)年會(huì)論文集（下冊(cè)）[C];2013年

5 劉春;武彩霞;;鋅負(fù)極孔率對(duì)其大電流密度放電性能的影響[A];第二十七屆全國(guó)化學(xué)與物理電源學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2006年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 覃玉燕;大電流密度、高電壓陽極氧化過程制備多孔陽極氧化鋁膜[D];華南理工大學(xué);2016年

2 李玉濤;大電流密度鋇鎢陰極的研究[D];中國(guó)科學(xué)院研究生院（電子學(xué)研究所）;2006年

3 宋紅磊;高性能介孔鋅粉的研究[D];中國(guó)艦船研究院;2014年

，

本文編號(hào)：1318751