電子電流的產(chǎn)生和多孔陽極氧化鋁的形成機(jī)理.pdf

1、為探討多孔型陽極氧化鋁(Porous anodic alumina,PAA)形成機(jī)理，本文通過研究鋁陽極氧化過程中電流效率及氧化鋁的形成效率，探討了氧化膜內(nèi)離子電流和電子電流轉(zhuǎn)化機(jī)制以及電子電流產(chǎn)生本質(zhì)。同時，通過電壓-時間(V-t)曲線、掃描電子顯微鏡(SEM)等方法跟蹤了鋁陽極氧化過程、表征了氧化膜的形貌特征。
　　 本文首先在形成壁壘型陽極氧化鋁(Barrier anodic alumina,BAA)的電解液中，研究了BA

2、A的形成過程。結(jié)果發(fā)現(xiàn)BAA的形成過程分為閃火之前和閃火之后兩個階段。通過研究BAA在閃火前、后電流效率的變化，探討了閃火之后氧化膜內(nèi)離子電流和電子電流的轉(zhuǎn)化機(jī)制，認(rèn)為氧化膜內(nèi)陰離子的解離是雪崩電子電流產(chǎn)生的本質(zhì)。根據(jù)BAA形貌的SEM表征，證實(shí)氧氣析出是BAA閃火后孔洞形成本質(zhì)。其次，本文在形成BAA的電解液中加入不同量的磷酸，當(dāng)鋁在這種混合電解液中陽極氧化時，形成了“馬背形”V-t曲線和“三層結(jié)構(gòu)”陽極氧化膜。通過對電流效率的研究表

3、明，在混合電解液中“馬背形”V-t曲線和“三層結(jié)構(gòu)”陽極氧化膜是氧化膜內(nèi)電子電流導(dǎo)致的。而后，本文研究了在PAA形成過程中，陽極氧化V-t曲線和電流效率大小，結(jié)合SEM表征分析，證實(shí)在PAA形成過程中最終穩(wěn)定電壓對應(yīng)氧化膜底部阻擋層厚度，同時探討了PAA形成過程中離子電流和電子電流的轉(zhuǎn)化機(jī)制，分析認(rèn)為離子電流用于氧化膜生長，電子電流用于氧氣析出，氧氣析出導(dǎo)致氧化膜內(nèi)多孔孔道形成。最后，綜合分析鋁在三種不同類型電解液中的陽極氧化過程，提出