多孔阳极氧化铝模板的动力学研究及发展趋势.pdf

2046 功 能 材 料 2007年增刊 （38）卷 多孔阳极氧化铝模板的动力学研究及发展趋势*  马 迪，李淑英 （大连理工大学 化工学院，辽宁 大连 116012 ） 摘 要： 最近多孔阳极氧化铝膜以其有序的孔排列、 2 膜结构、分类和阳极氧化规律 可控孔径和优良的结构形态在纳米材料研究中引起了 广泛的关注。尽管关于 AAO 膜在纳米材料制备方面的 阳极氧化铝膜可分为阻挡型和多孔型两种，其分类 报道很多，但氧化参数如何影响膜的形态和几何结构还 方式主要是由电解液的种类和特性决定的。当电解液在 未被系统的论述。主要是要寻找氧化参数与膜形态间的 氧化物-电解液分界面上具有缓冲能力时形成的是阻挡 关系从而提高AAO 膜的可控性和重现性。同时总结了 型氧化膜。这一缓冲作用为氢移除及溶解氧化物的酸度 AAO 膜的基本特点和形成机理，并对AAO 模板在纳米 降低做出了解释。这类电解液包括中性的磷酸盐、硼酸 技术领域中的现状进行分析。 盐和酒石酸盐。与此相反，形成多孔型膜的电解液是在 关键词： 多孔阳极氧化铝模板；影响因素；生长动力学 氧化条件下能促进氧化膜的溶解。这类电解液主要包括 中图分类号： TQ153.6 文献标识码：A [27] 任意浓度的硫酸、磷酸、草酸。还有人提出在硝酸 ， 文章编号：1001-9731(2007)增刊-2046-06 [28] 以及硫酸和铬酸的混合酸 中制备多孔阳极氧化铝膜。 [29] Ono 等人 曾提出在120V 的丙二酸和195V 的酒石酸 1 引 言 中制备孔间距分别为300 和 500nm 的自组装多孔阳极 在一些特定金属上如铝、铌、钽、钛、钨、锆通过 氧化铝膜。 电化学过程形成氧化膜被称为阳极氧化。在这些金属上 许多文献都对阳极氧化铝膜的结构和电化学特性 [4, 30] 都可形成一层薄、致密、均匀厚度的阻挡膜，其中铝较 之间的关系进行过讨论 。在铝氧化过程中，阻挡膜 为特殊，除了可形成阻挡膜外，还能形成较厚的多孔膜。 和多孔膜间没有明显的边界，在形成阻挡膜的电解液中 铝阳极氧化被大量的研究主要是由于这种金属可广泛 延长氧化时间就可形成多孔结构。因此可推断出氧化膜 形成过程中存在一些相同的过程，并且与氧化膜的厚度 地商业化应用。例如，在工业工程领域用于生产保护和 和电解液种类无关。铝氧化的电化学过程通常是在恒压 装饰性的平板或其他形状的表面装饰膜，在航空航天工 或恒流条件下实现的。在阻挡型和多孔型氧化膜形成过 业用于铝基底和其他复合金属的胶粘膜。此外