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《多孔陽極氧化鋁形成機理的研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、博士論文多孔陽極氧化鋁形成機理的研究摘要通過陽極氧化方法制備的陽極氧化鋁(Anodicaluminumoxide，AAO)薄膜分為壁壘型(Barrieranodicaluminamembrane，BAAM)和多孔型(Porousanodicaluminamembrane，PAAM)兩種。有關(guān)PAAM的形成機理已經(jīng)研究了50多年，傳統(tǒng)理論認為“酸性場致溶解”是氧化膜表面孔洞產(chǎn)生_手n-fL道發(fā)展的主要原因，但是“酸性場致溶解”理論對PAuMVI的六棱柱元胞和半球形底部結(jié)構(gòu)無法做出合理解釋。通常情況下，BA_A_Ivl是在中性電解液中形成的，而PA,Mt
2、M是在酸性(如磷酸、草酸等)電解液中形成的，傳統(tǒng)理論認為BbMdVI和PAL,,MVl的生長機制不同。鋁在進行陽極氧化時，存在電解液／氧化物(E／Oxide)和氧化物／A1(Oxide／A1)兩個界面，傳統(tǒng)理論認為／3AAM是在這兩個界面同時生長的，而PAAM是在氧化物，A1界面上生長，而在電解液／氧化物界面發(fā)生“酸性場致溶解”導(dǎo)致孔洞的形成和加深。’本課題研究了陽極氧化鋁(AAO)的形成機制，認為PAAM和BAAM的形成有必然的內(nèi)在聯(lián)系。本文首先在壁壘型氧化膜的電解液中研究了BAAM的形成過程，而后又在多孔型的酸性電解液中研究了PAAM的形成過程，
3、總結(jié)它們之間的區(qū)別和聯(lián)系。最后將兩種電解液混合，在這種混合的電解液中對鋁陽極進行氧化，結(jié)果在BAAM中找到了類似PAAM的多孔孔道；鋁在典型的多孔型電解液中陽極氧化得到了完全的BAAdYI，從實驗事實上找到了BAAM與PAAM的內(nèi)在聯(lián)系。在此基礎(chǔ)上，對PAAM提出了新的生長模型和形成機理：認為PAAdVl規(guī)則孔道是“氧氣氣泡模具效應(yīng)(Oxygenbubblemouldeffect，OBME)”的結(jié)果，這個觀點目前尚未見文獻報道；PAAM孔壁的生長方式也不同于傳統(tǒng)理論j對傳統(tǒng)的“酸性場致溶解”理論進行了修正：對陽極氧化v_t曲線進行了全新的詮釋；對傳統(tǒng)
4、理論難以解釋的六棱柱的元胞結(jié)構(gòu)、孔道底部半球形結(jié)構(gòu)進行了合理解釋，并找到了相應(yīng)的實驗證據(jù)：對近年來國內(nèi)外研究十分熱門的多孔型氧化膜“自組織過程”的本質(zhì)進行了探討。最后為了驗證本文提出的“氧氣氣泡模具效應(yīng)”，在不同氣壓下進行了對比驗證：又通過添加合適的還原劑將氧氣吸收，結(jié)果證明“氧氣氣泡模具效應(yīng)”隨之減弱或者消失。本文提出的“氧氣氣泡模具效應(yīng)”對當(dāng)今十分熱門的其他多孔陽極氧化物(例如多孔氧化硅、多孔氧化鈦、多孔氧化鉭、多孔氧化錫等)形成機理的研究將有很大的啟示。在PAAM中發(fā)現(xiàn)了有潛在應(yīng)用價值的分段式孔道，為開發(fā)新型的氧化鋁納米模板和新型納米功能材料打
5、下了理論基礎(chǔ)。關(guān)鍵詞：陽極氧化，形成機理，壁壘型氧化鋁膜，多孔型氧化鋁膜，酸性場致溶解，氧氣氣泡模具效應(yīng)，磷酸，電解液Abstract博士論文Twoformsofanodicaluminumoxide(AA0)filmexistbyanodizationofaluminum，barrieranodicaluminamembrane(BAAM)andporousanodicaluminamembrane(PAAM)．TheformationmechanismofPAAMhasbeenstudiedextensivelyoverthelastfivede
6、cades．Traditionaltheoryclaimsthatthemainreasonfortheformationofporesanddevelopmentofchannelsisacidicelectricfield—assisteddissolution，butitcannotgiveareasonableexplanationforthestructureofhexagonalprismsandhemisphericalbottomoftheporesinPAAM．Generallyspeaking，BAAMformsinneutral
7、electrolyte．Accordingtothetraditionaltheory，PAAMformsinacidicelectrolyteanditsgrowthmechanismisindependentofthatofBAAM．Therearetwointerfacesinaluminumanodizationsystem，i．e，electrolyte／oxide(E／Oxide)interfaceandoxide／Alinterface．TraditionaltheorypresumesthatBAAMgrowssimultaneous
8、lyatthetwointerfaces，whilePAAMformsonlyatoxide／A1inter
