多孔阳极氧化铝自组织机理的研究

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1、南京理工大学硕士学位论文多孔阳极氧化铝自组织机理的研究姓名：耿敏申请学位级别：硕士专业：应用化学指导教师：王瑛;朱绪飞20100620硕士论文多孔阳极氧化铝自组织机理的研究摘要本文利用电化学阳极氧化法在不同电解液中制备了多孔阳极氧化铝(PorousAnodicAlumina，PAA)。利用扫描电子显微镜(SEM)和电化学阳极氧化曲线(V．t曲线)测试系统对PAA形貌和阳极氧化过程进行了跟踪。分别从铝基体的预处理工艺、氧化时间、电解液温度、氧化电压、电流密度、电解液种类及浓度等多个方面对PAA的自组织过程进行了系统的研究，分析探讨了PAA孔道的形成和自组织机理，最终针对PAA表面的梅花

2、瓣微细结构提出了自组织的新模型。本文从铝的预处理工艺对PAA自组织的影响入手，利用扫描电子显微镜，分析了三种不同预处理方式后铝的表面形貌和PAA自组织状态，利用阳极氧化V．t曲线研究了预处理工艺对自组织过程的影响；通过研究磷酸水溶液中经不同氧化时间得到的PAA，分析了氧化时间对PAA自组织的影响，同时研究了磷酸乙二醇水溶液中制得的PAA，分析了乙二醇对自组织的影响；通过对比磷酸溶液中不同温度下制得的PAA，研究了电解液温度对自组织的影响；还研究了氧化电压、电流密度对PAA形貌的影响，分析了氧化电压、电流密度对自组织的影响；最后研究了硫酸、磷酸、草酸中PAA的表面形貌，探讨了电解液种类

3、及浓度对自组织的影响。针对PAA自组织本质尚不明确和酸性场致助溶理论无法解释梅花瓣微细结构的现状，本文在氧气气泡模具效应的基础上提出了新的梅花瓣结构的自组织模型。氧气析出产生的“微小液体流”是梅花瓣微细结构产生的本质原因，也是自组织的驱动力。规则纳米孔道的形成和自组织本质是纳米孔道中氧气析出的结果，PAA自组织有序结构的形成及氧化膜的生长与纳米孔道中氧气气泡的析出速度、气泡大小等都有关系。关键词：多孔阳极氧化铝，阳极氧化，自组织，形成机理，氧气析出Abstract硕士论文Inthispaper,theporousanodicalumina(PAA)wasproducedbyanodi

4、zationindifferentelectrolytes．Theeffectsofexperimentalconditions，such嬲pre-treatmentofaluminasurface，time，temperature，voltage，electrolyteandconcentrationontheself-orderingprocessofanodicporousaluminawerestudiedsystematicallybythewaysofVoltage—timeⅣ-0curvesandSEM．Onthebaseofthat，theformationmecha

5、nismandtheself-orderingprocessofanodicporousaluminawerestudiedthoroughly．Finally,anewself-orderingmodelofplumblossompatternsWaSproposed．Inordertoknowtheeffectofpre-treatmentofaluminasurfaceontheself-orderingofPAA，A1surfaceprocessedbythreedifferentpre·treatmentsandtheself-orderingstatementofPAAw

6、ereanalyzedbySEM，andtheprocessofself-orderingofPAAWaSalsostudiedthroughV-tcurves．Thentheothereffectofanodictimeonself-orderingprocessofPAAwasstudiedthroughanalyzingSEMphotosofPAAformedindifferenttimeinH3P04solution,atthesametimetheeffectofethyleneglycolonself-organizationWasstudiedthroughanalyz

7、ingSEMphotosofPAAformedinethyleneglycolsolution．Besidethat，anothereffectofanodictemperatureonself-organizationWasstudiedthroughcomparingshapesofPAAformedinH3P04solutioninthedifferenttemperatures．Theeffectofvoltageandcurrentdensi谚o