多孔阳极氧化铝膜的结构修饰研究

以5%草酸为电解液,温度控制在5℃左右,采用两步阳极氧化工艺制备出多孔氧化铝膜,在1 μm范围内获得了孔径为10～60nm的多孔结构.通过原子力显微技术分析氧化时间及热处理条件对多孔氧化铝膜结构的影响,阳极氧化3h后,在0.3μm2范围内获得了有序的纳米孔阵列,当氧化时间延长至24h,有序孔阵列范围增加至～1μm2.将在聚乙烯中经过超声振荡过的样品在600～700℃中热处理3h.研究结构表明,经过适当的热处理能有效改善多孔氧化铝膜的结构特性,X射线衍射分析结果证实经过结构修饰后的样品呈非晶态结构.     

多孔阳极氧化铝薄膜的制备

采用二次氧化的方法,在短时间内制备了多孔阳极氧化铝薄膜(Anodic Alumina Membrane, 简称AAM),借助扫描电子显微镜(SEM),能谱分析(EDS)和X射线衍射(XRD)等测试手段分析了氧化铝膜的微观形貌和晶体结构,讨论了电解液温度波动和铝材表面缺陷对AAM表面形貌的影响.研究结果表明:制备的多孔氧化铝薄膜是非晶态氧化铝,在其表面孔径为50～70 nm的六边形孔洞分布均匀,且垂直于薄膜表面平行生长.氧化过程中,电解液温度的稳定有利于形成规则的孔洞阵列;通过电化学抛光预处理,可有效去除机械划痕,避免薄膜表面沟壑状形貌的形成,提高了孔洞分布的均匀性.     

多孔阳极氧化铝的微观结构与气压的关系

为验证氧气析出对PAA孔道产生和发展的作用,深入探讨PAA的形成机理,本文分别研究了在真空下和常压下,铝在磷酸溶液中的阳极氧化过程,用SEM表征了不同气压下PAA孔道的微观结构.在低气压下制备PAA膜,因为氧气析出速度快,所以同样条件下得到的PAA的孔道比常压下的孔径大、孔壁薄.结果表明,"酸性溶解腐蚀孔洞"只发生在氧化膜的表层,而表层下方是规则的"氧气析出孔道";PAA孔道的生成和发展是内部氧气析出孔道和酸性溶解腐蚀孔洞贯通的过程,但起决定作用的是"氧气气泡模具效应".     

多孔阳极氧化铝模板制备的研究进展

多孔阳极氧化铝(PAA)以其独特的结构特征在纳米材料方面得到了广泛的应用。综述了PAA模板的传统制备方法,并阐述了基于传统"酸性场致溶解"理论提出的二次氧化和Imprint法的局限性。着重综述了近两年来广泛关注的形状各异的PAA模板的制备方法。     

多孔阳极氧化铝薄膜的应用进展

简要介绍了近几年来多孔阳极氧化铝薄膜的应用进展.由于该类薄膜特有的纳米有序孔阵列结构,而被人们用作合成纳米有序结构的模板、制备纳米多孔氧化铝传感器及用于制备纳米电子器件和纳米光电子器件等领域.预计这类薄膜在纳米功能器件制备领域的应用还会进一步拓宽.     

多孔阳极氧化铝模板的影响因素

近年来,随着纳米技术的发展,研究制备具有纳米孔结构的氧化铝多孔膜越来越受到人们的关注.多孔阳极氧化铝(porous anodic alumina,PAA)薄膜具有易于制备,工艺简单,且价格便宜等诸多优点而被广泛地应用于各个领域.为了制备出性能更加优越的PAA模板,各国学者都对其进行了一些研究.但目前的研究大都不系统,针对这一问题,作者进行了大量的实验,通过实验总结出了PAA模板的主要影响因素,并分别讨论了这些影响因素对模板的有序度、孔密度和模板厚度的影响.     

多孔阳极氧化铝模板制备的研究进展

多孔阳极氧化铝(PAA)模板在制备纳米材料、光谱材料、磁性材料、生物传感材料、太阳能电池材料等领域有着极为广泛的应用。实现多孔阳极氧化铝模板的孔径、孔间距、氧化层厚度等参数的可控制备是获得最佳性能材料的关键。概述了近年来多孔阳极氧化铝模板制备的研究进展,简要介绍了在电化学方法制备条件下各种工艺因素对模板形貌的影响,并综述了利用多孔阳极氧化铝作为模板合成纳米材料的几种方法。     

两步阳极氧化法制备多孔阳极氧化铝膜

直流恒压下,在酸性溶液中对铝实施两步阳极氧化制备了多孔氧化铝膜。采用扫描电镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)对制备的多孔氧化铝膜进行形貌分析,孔径在纳米级且孔分布具有高度均匀性。采用SEM对试样进行观察,分析了工艺对多孔氧化铝膜形貌的影响。利用阳极氧化初期电流密度的变化并结合阳极氧化过程中的试样的SEM照片,分析了多孔氧化铝膜的形成机理。     

阳极电压对多孔阳极氧化铝薄膜光学常数的影响

根据多孔阳极氧化铝(AAO)薄膜200～2500nm波段透射谱,计算研究了AAO薄膜的重要制备工艺参数阳极电压对其光学常数的影响.结果表明随阳极电压的升高,AAO薄膜的折射率和厚度增大,消光系数减小.这主要源于AAO薄膜中孔密度随阳极电压的升高而迅速下降,但AAO薄膜厚度的迅速增加,减弱了阳极电压对其光学常数的调制作用.     

高度有序多孔阳极氧化铝模板的制备

为了得到纳米孔排列高度有序的多孔阳极氧化铝模板,以0.3 mol·L-1的草酸为电解液研究了模板的制备工艺.采用场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)对多孔氧化铝模板的表面形貌进行表征,X射线衍射分析高纯铝及氧化膜的结构.实验结果表明,铝基体不经过高温退火处理,同样能够得到高度有序的氧化铝膜,简化了多孔氧化铝膜的制备工艺.分别讨论了阳极氧化电压和电解液温度对多孔阳极氧化铝膜的形貌及孔径的影响,并对一步法和两步法制得的多孔氧化铝膜进行比较,结果表明,两步阳极氧化法制备的多孔氧化铝模板的有序性优于一步氧化法.XRD分析证实,多孔氧化铝膜由非晶态的Al2O3组成.     

多孔阳极氧化铝形成机理的研究综述

铝阳极氧化已经研究了五十多年,涉及铝阳极氧化膜的实验数据十分丰富,然而阳极氧化过程的本质特别是多孔氧化膜的生长机制迄今为止还远未认识清楚。近些年,随着纳米技术的兴起,多孔氧化铝膜作为理想的纳米结构模板材料倍受国内外学者的关注,对多孔氧化铝膜形成机理的研究显得尤为重要。本文对多孔阳极氧化铝的结构、形成机制方面的历史发展和现状进行了综述。指出了大多数学者认同的“酸性场致溶解”理论的缺陷。作者认为铝多孔氧化膜形成机理的研究具有重大的理论意义和实际应用价值,同时也会促进其他多孔阳极氧化物形成机理的认识。     

高度有序多孔阳极氧化铝薄膜光学常数的确定

采用二步阳极氧化法制备了多孔阳极氧化铝(PAA)薄膜,借助于扫描电子显微镜(SEM)分析了多孔阳极氧化铝薄膜的微观形貌,发现在其表面孔径为70～90 nm的六边形孔洞分布均匀,且垂直于表面平行生长.依据PAA反射光谱的实验数据,利用Kramers-Kronig关系计算出PAA薄膜的复折射率、复介电常数以及光学能隙等光学常数.通过分析吸收系数与入射光子能量之间的关系,表明PAA具有直接带隙(能隙约为3.4eV)半导体的光学性质.     

无阻挡层多孔阳极氧化铝膜板的制备

提出一种在中性的KCl溶液中用多孔阳极氧化铝作阴极,通过电解在阴极产生OH-腐蚀阻挡层,制备无阻挡层氧化铝模板的新方法.用扫描电镜对模板进行了表征.结果表明,在草酸溶液中,制得的氧化铝模板孔径为70～80nm,孔间距为130nm,孔密度约8×109/cm2,这种方法去阻挡层不扩大模板孔径,不影响纳米孔的纵横比.无阻挡层的氧化铝模板适合于直流电沉积和无电沉积金属纳米材料.     

多孔阳极氧化铝模板的动力学研究及发展趋势

最近多孔阳极氧化铝膜以其有序的孔排列、可控孔径和优良的结构形态在纳米材料研究中引起了广泛的关注。尽管关于AAO膜在纳米材料制备方面的报道很多，但氧化参数如何影响膜的形态和几何结构还未被系统的论述。主要是要寻找氧化参数与膜形态间的关系从而提高AAO膜的可控性和重现性。同时总结了AAO膜的基本特点和形成机理，并对AAO模板在纳米技术领域中的现状进行分析。     

纳米多孔阳极氧化铝膜形貌的控制研究

采用38g／L的草酸溶液为电解液,制备了孔洞规则有序,孔径和厚度均一可控的氧化铝模板,并研究了阳极氧化工艺对阳极氧化铝膜形貌的影响。实验结果表明,采用38g／L的草酸溶液作为电解液,经两步法阳极氧化可制得孔径均一,排列规则的多孔阳极氧化铝膜。随着氧化电流密度的升高,氧化膜孔径逐渐增大。电流密度过大,反应放热严重,氧化铝膜孔径均匀性,孔洞形状规则性和有序性都下降。在恒电流密度条件下,氧化膜厚度随着氧化时问的延长呈线性增长,但对氧化铝膜孔径影响较小。     

多孔阳极氧化铝孔道形成的电化学反应探讨

分析了多孔阳极氧化铝(PAA)形成过程中,传统"酸性场致溶解"的电化学反应及其局限性。同时,为验证氧气析出反应对PAA孔道产生和发展的影响,深入探讨PAA的形成机理,分别对比了在真空、高气压条件下,铝在三种电解液中的阳极氧化过程。用扫描电子显微镜表征了各种条件下PAA的微观结构,结果表明PAA孔道形成的本质原因是氧气析出反应,而非酸性场致溶解反应。     

微孔诱导法制备高有序多孔氧化铝模板的研究进展

铝的阳极氧化法是一种应用于模板合成领域的重要技术,制得的阳极氧化铝模板能合成纳米线、纳米管等低维纳米材料.近年来,人们为了进一步增强氧化铝模板的有序性,采用了微孔诱导氧化铝模板制备技术.介绍了此类技术中的印模印刷术、聚焦离子柬法及激光全息技术.制得的超高有序度的模板由于孔间距和孔径可调且基本恒定,在强激光的作用下可提高X射线产额,使其在强激光与物质相互作用领域拥有广阔的应用前景.     

阳极多孔氧化铝的斜孔形成过程及机理

研究了在草酸、磷酸不同电压条件下,阳极氧化铝(AAO)的孔结构特点。在较高电压下(60～120V),孔发生倾斜,并随电压的增大而加剧。通过建立与阻挡层/金属界面的应力有关的流模型对这一现象进行解释,并发现孔倾斜是AAO从无序到有序的一个自组织的现象。     

高度有序多孔阳极氧化铝膜形成机理的探讨

使用高纯铝片,利用电化学阳极氧化制备了多孔阳极氧化铝(AAO)膜,用原子力显微镜(AFM)对其形貌进行了表征,提出铝阳极氧化过程中纳米孔从无序到有序的自组织模型,探讨了高度有序六角形纳米孔阵列的形成过程,并分析了影响纳米孔有序度的因素及提高有序度的途径.根据自组织模型探讨了长时间阳极氧化和二次氧化条件下形成高度有序六角形纳米孔阵列的机理.     

退火温度对多孔阳极氧化铝膜形貌的影响

采用二次阳极氧化法制备了有序的氧化铝膜,于800℃、900℃和1000℃对氧化铝膜进行退火处理,经X射线衍射检测发现,其晶相结构由γ-Al2O3向θ-Al2O3结构转变,而且由于相变不彻底导致多晶相结构并存。比较了3种不同的退火温度对氧化铝膜表面有序孔的影响,提出了对于内嵌入氧化铝膜的前驱体材料的退火条件,即退火温度不宜太高,退火时间不宜太长。