含金屬陽極氧化鋁膜的微結(jié)構(gòu)與光學(xué)特性研究.pdf

1、近年來，鋁陽極氧化形成的具有獨特結(jié)構(gòu)的陽極氧化鋁膜正逐漸引起人們的重視。利用陽極氧化鋁膜為模板，在用于研制諸如光學(xué)元件、磁性材料、選擇性吸收膜等功能材料方面，已經(jīng)顯示出良好的應(yīng)用前景。陽極氧化鋁膜的功能化應(yīng)用為研制新型功能材料開辟了又一新的途徑。 本文在對國內(nèi)外有關(guān)陽極氧化鋁膜的研究狀況進(jìn)行充分調(diào)研之后，從研究含金屬陽極氧化鋁膜的光學(xué)特性的角度出發(fā)，詳細(xì)研究了含銅、含銀和含鈷陽極氧化鋁膜的光學(xué)特性，為制作優(yōu)良的新型偏振器件作了探

2、索性的研究。全文主要包括以下幾個部分：第一章緒論部分，對陽極氧化鋁膜的發(fā)展和以陽極氧化鋁膜為模板研制的新型功能材料進(jìn)行了概述，并對本論文的工作進(jìn)行了說明。 第二章陽極氧化鋁膜概述部分，對陽極氧化鋁膜的形態(tài)和形成機(jī)理進(jìn)行了論敘，并對陽極氧化鋁膜的物理性質(zhì)和功能化應(yīng)用進(jìn)行了詳細(xì)的介紹。 在第三章中，對含金屬陽極氧化鋁膜的制備方法和過程進(jìn)行了詳細(xì)的說明，并介紹了其微結(jié)構(gòu)和光學(xué)特性的研究方法。在本論文中我們利用XRD和SEM表征

3、了樣品的微結(jié)構(gòu)；利用分光光度計研究了樣品的透射光譜和偏振特性。 論文的第四章、第五章是本文的核心部分，也是本論文的創(chuàng)新點。第四章對含銅陽極氧化鋁膜的微結(jié)構(gòu)和光學(xué)特性進(jìn)行了詳細(xì)的研究。在本章中我們以陽極氧化鋁膜為模板，采用交流電沉積的方法，制備了含銅陽極氧化鋁膜。XRD分析表明陽極氧化鋁膜上確有銅生成，且模板的微孔中沉積的金屬微粒Cu具有一定的結(jié)晶取向。SEM圖像表明銅納米線的直徑與模板的孔徑基本一致，納米線粗細(xì)均勻，具有很好的線

4、柵結(jié)構(gòu)。光學(xué)特性測試結(jié)果表明：含銅陽極氧化鋁膜在近紅外波段亦有很好的透射特性，透射比在80％以上，這說明納米銅柱，或者說納米銅顆粒的堆積在近紅外波段的透射特性非常好；在800nm-2000nm波段有良好的偏振特性，且隨著交流電沉積時間的加長，樣品的偏振特性增強(qiáng)。 在第五章中，我們研究了含銀和含鉆陽極氧化鋁膜的微結(jié)構(gòu)與光學(xué)特性。對于含銀陽極氧化鋁膜，XRD圖譜表明陽極氧化鋁膜上確有銀生成，且模板的微孔中沉積金屬微粒Ag后，具有一定

5、的結(jié)晶取向；并且發(fā)現(xiàn)陽極氧化鋁膜上有Ag2O生成。SEM圖像表明銀納米線粗細(xì)均勻，具有很好的線柵結(jié)構(gòu)。光學(xué)特性測試結(jié)果表明：不同退火溫度下制備的含銀陽極氧化鋁膜紅外波段透射曲線的變化趨勢基本一致，而且隨著鋁片退火溫度的升高，含銀陽極氧化鋁膜的透射比也隨之升高，這說明退火的確能夠提高模板孔洞的有序度；樣品在900nm-2000nm波段有良好的偏振特性，并且退火有利于提高樣品的消光比。 對于含鈷陽極氧化鋁膜，XRD圖譜表明陽極氧化鋁

6、膜上生成的Co為面心立方和六角密堆積共存的結(jié)構(gòu)，且鈷納米線具有一定的結(jié)晶取向。光學(xué)特性測試結(jié)果表明：擴(kuò)孔時間相同時，隨著沉積時間的加長，樣品的透射比逐漸減??；沉積時間相同時，隨著擴(kuò)孔時間的加長，樣品的透射比增加；含鈷陽極氧化鋁膜在近紅外波段有良好的偏振特性：擴(kuò)孔時間相同時，隨著沉積時間的加長，樣品的消光比逐漸增大；沉積時間相同時，隨著擴(kuò)孔時間的加長，樣品的消光比先減小后增大。 此外，我們還研究了含金屬陽極氧化鋁膜在中紅外波段的透