孔間距小于10nm陽極氧化鋁模板制備的研究.pdf

1、本文主要研究制備出孔間距小于10nm的氧化鋁模板的方法,在研究了影響氧化鋁模板形成的因素(陰陽極間距、電解液種類、電解液濃度和溫度、氧化電壓、電流密度和時間)對陽極氧化鋁模板幾何形狀的影響后,進行了實驗驗證。對制備出孔間距小于10nm的模板打下堅實的基礎(chǔ)。通過研究發(fā)現(xiàn),氧化電壓對模板孔間距的影響最大。在一定范圍內(nèi),孔間距隨氧化電壓增大而增大,且成線性關(guān)系。因此,要成功制備出孔間距小于10nm的氧化鋁模板,氧化電壓需要小于10V。在對電解

2、液種類的研究中發(fā)現(xiàn),相同條件下,在硫酸溶液中制備的氧化鋁模板的孔徑和孔間距最小。因此,想要制備小間距的模板,應(yīng)當(dāng)采用硫酸作電解液。
　　為探討電場在陽極氧化過程中的作用。采用有限元方法,計算了鋁膜在電解實驗過程中初始階段和發(fā)展階段的電場分布。本文主要建立了四個二維模型來進行有限元分析,分別是初始孔洞出現(xiàn)階段的間距不等模型和孔洞深度不等模型;孔洞發(fā)展階段的間距不等模型和間距相等模型。通過計算這些模型所得的電場分布情況,分析陽極氧化鋁

3、在反應(yīng)初期和發(fā)展階段在電場作用下的發(fā)展情況。結(jié)果表明,在陽極氧化鋁反應(yīng)初期,初始孔洞的間距和深淺都會影響孔洞底部的電場分布,進而影響孔洞的進一步發(fā)展。孔洞的發(fā)展階段,在電場的作用下,孔洞會調(diào)節(jié)彼此間的間距,最終,孔洞會變得更加有序。
　　使用自制的實驗工藝過程和實驗裝置,通過分析每一步工藝過程可能會對模板幾何參數(shù)的影響,制定能成功制備出孔間距小于10nm的工藝過程,并對實驗的過程進行了詳細的解說。在實驗完成后,發(fā)現(xiàn)電壓和電解液濃度