孔間距小于10nm陽(yáng)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(yáng)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(shí)間)對(duì)陽(yáng)極氧化鋁模板幾何形狀的影響后,進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。對(duì)制備出孔間距小于10nm的模板打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。通過(guò)研究發(fā)現(xiàn),氧化電壓對(duì)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(duì)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(chǎng)在陽(yáng)極氧化過(guò)程中的作用。采用有限元方法,計(jì)算了鋁膜在電解實(shí)驗(yàn)過(guò)程中初始階段和發(fā)展階段的電場(chǎng)分布。本文主要建立了四個(gè)二維模型來(lái)進(jìn)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(guò)計(jì)算這些模型所得的電場(chǎng)分布情況,分析陽(yáng)極氧化鋁

3、在反應(yīng)初期和發(fā)展階段在電場(chǎng)作用下的發(fā)展情況。結(jié)果表明,在陽(yáng)極氧化鋁反應(yīng)初期,初始孔洞的間距和深淺都會(huì)影響孔洞底部的電場(chǎng)分布,進(jìn)而影響孔洞的進(jìn)一步發(fā)展?？锥吹陌l(fā)展階段,在電場(chǎng)的作用下,孔洞會(huì)調(diào)節(jié)彼此間的間距,最終,孔洞會(huì)變得更加有序。
　　使用自制的實(shí)驗(yàn)工藝過(guò)程和實(shí)驗(yàn)裝置,通過(guò)分析每一步工藝過(guò)程可能會(huì)對(duì)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(guò)程,并對(duì)實(shí)驗(yàn)的過(guò)程進(jìn)行了詳細(xì)的解說(shuō)。在實(shí)驗(yàn)完成后,發(fā)現(xiàn)電壓和電解液濃度