納米孔陣列陽極氧化鋁膜的制備及其性能的研究.pdf

1、二十一世紀(jì)被稱為“納米世紀(jì)”，納米材料的制備、表征方法、性能及應(yīng)用研究己成為當(dāng)前新材料研究的重點。納米結(jié)構(gòu)材料的制備，模板技術(shù)是常用的方法之一，其中陽極氧化鋁模板(AAM)，由于其具有納米尺寸、高有序性、尺寸可調(diào)等優(yōu)點而受到廣泛的關(guān)注。 對于陽極氧化鋁的研究，最早可追溯到1953年，英國曼徹斯特大學(xué)G.C.Wood和美國鋁制備公司的F.Keller等的研究工作。由于當(dāng)時的技術(shù)限制以及陽極氧化工藝的局限性，在二十世紀(jì)九十年代以前，

2、基本制得的都是無序多孔型AAM和致密型AAM。直到1997年，日本京都大學(xué)的H．Masuda等才首次 制備了具有有序納米孔陣列結(jié)構(gòu)的AAM；隨后，國內(nèi)外許多研究小組都制備出了納米孔陣列AAM，并對陽極氧化工藝及其結(jié)構(gòu)模型進(jìn)行了一定的研究。但是，由于在制備過程中，陽極氧化條件苛刻，且制備過程復(fù)雜，制備高密度均勻有序的納米孔陣列陽極氧化鋁膜較困難；對鋁的陽極氧化機理、孔的形成和生長機理以及納：米孔陣列的形成機理等方面的研究還不夠深入；對陽

3、極氧化條件與制備的AAM形貌、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)之間關(guān)系的研究還不夠系統(tǒng)，不能得到可控納米孔陣列AAM。另外對于制備出的納米孔陣列AAM在不同溫度下退火后的性能以及AAM-SnO<,2>復(fù)合膜的制備和性能的研究報導(dǎo)不多。 本文通過陽極氧化法在鋁片上制備納米孔陣列AAM，從改變電解液種類、電解液濃度、陽極氧化電壓、電解液溫度和陽極氧化時間等條件入手，探索研究了陽極氧化條件對制備納米孔陣列AAM中孔的大小、密度、深度以及孔隙 單的影響關(guān)系

4、：將制備好的AAM在不同溫度下退火，并通過X射線衍射(XRD)、掃描電子顯微鏡(SEM)、光致發(fā)光(PL)等對樣品進(jìn)行測試，觀察退火對AAM形貌和光學(xué)性質(zhì)的影響；利用超聲噴霧熱分解法在納米孔陣列AAM、玻璃和A1片上分別制備Sn02薄膜，通過XRD、SEM、紫外一可見和紅外光吸收和透過譜等測試，對比分析了納米孔陣列AAM對SnO<,2>薄膜結(jié)構(gòu)及性能的影響。實驗中陽極氧化膜的相結(jié)構(gòu)由XRD來表征，陽極氧化膜的表面形貌由SEM和原子力顯微

5、鏡fAFM)來表征。研究結(jié)果表明，我們制得的納米孔陣列AAM中含有大小均勻一致、排列規(guī)整的納米孔陣列；對AAM進(jìn)行光致發(fā)光特性曲線的測試分析發(fā)現(xiàn)，AAM在400—600nm 之間有一個藍(lán)色發(fā)光帶，該發(fā)光帶是由氧空位產(chǎn)生的；通過對不同溫度下退火的AAM進(jìn)行測試發(fā)現(xiàn)，退火溫度對AAM的結(jié)構(gòu)、形貌和光學(xué)性能都有影響；對AAM-SnO<,2>、A1-SnO<,2>和玻璃-SnO<,2>：的XRD、SEM、紫外和紅外光的透過和吸收譜測試研究發(fā)現(xiàn)，