陽極氧化鋁模板形成的動力學(xué)分析及預(yù)處理對模板形貌的影響.pdf

1、目前對陽極氧化鋁模板的形成機(jī)理的研究，研究者主要對其形成過程的機(jī)理模型研究的較多，而對其形成過程的動力學(xué)的研究尚不多見。論文在能形成多孔陽極氧化鋁模板的條件下，對鋁模板形成動力學(xué)進(jìn)行了以下研究：
　?、俜治霾煌瑴囟认玛枠O氧化鋁模板形成過程中的電流密度-時間的變化曲線，該曲線經(jīng)歷了下降、上升、平穩(wěn)三個階段。由此可以推斷，在相應(yīng)條件下，均能夠生成多孔陽極氧化鋁膜。
　?、诜治鲣X陽極氧化過程中陰極和陽極所發(fā)生的電化學(xué)反應(yīng)，并采用鋁

2、試劑分光光度法，測量1.0mol/L的硫酸電解液中不同時刻對應(yīng)鋁離子的濃度，然后根據(jù)化學(xué)動力學(xué)理論，確定出所在實驗條件下鋁失電子反應(yīng)為零級反應(yīng)；控制溫度為變量，可以得出不同溫度下的速率常數(shù)；根據(jù)阿侖尼烏斯公式，確定出陽極鋁失電子反應(yīng)的表觀活化能 Ea=53.8 kJ·mol-1。實驗過程中低溫有利于陽極氧化鋁模板的形成，與理論相符。
　?、鄹鶕?jù)對Tafel極化曲線的分析，求出鋁陽極氧化過程中電極動力學(xué)基本參數(shù)，并推測了該過程的反應(yīng)

3、歷程。
　　同時，針對陽極氧化鋁模板的制備過程中鋁片預(yù)處理過程繁瑣的缺點，論文探討了預(yù)處理工藝的簡化。通過改變鋁的預(yù)處理工藝中的退火、除油、除氧化層、化學(xué)出光四個工序，考察每個預(yù)處理工序?qū)λ媚０逍蚊驳挠绊憽嶒炛须娊庖簽?.13mol/L的草酸溶液，通過兩步直流恒壓陽極氧化法制備氧化鋁模板，并采用原子力顯微鏡對其表面形貌進(jìn)行了觀察，結(jié)合陽極氧化初期電流-時間的變化，考察了預(yù)處理工藝中每個步驟對陽極氧化鋁模板形貌的影響。得到如下結(jié)

4、論：
　?、俳?jīng)過對制備樣品的AFM表征，表明可以通過兩步陽極氧化法成功制得陽極氧化鋁模板，所制備的陽極氧化鋁模板是由六面柱體狀的膜胞所構(gòu)成，微孔孔徑大小基本相同，平均約為200nm；孔分布均勻有序，孔密度為109/cm2。
　?、谔接戭A(yù)處理各個工序?qū)δ０逵行蛞?guī)則性的影響，并在簡化的條件下得到了規(guī)則有序的陽極氧化鋁模板。對比實驗表明，在經(jīng)除油、不經(jīng)高溫退火、不經(jīng)化學(xué)出光以及不用除去自然氧化層的預(yù)處理條件下，通過兩步陽極氧化法仍