多孔阳极氧化铝介质对大气压介质阻挡放电等离子体的影响

为了提高大气压下介质阻挡放电的稳定性,采用阳极氧化方式在铝板表面制备一层多孔阳极氧化铝(Porous anodic alumina,PAA)。运用扫描电子显微镜、划痕仪、金相显微镜和台阶仪测试了阳极氧化铝的表面形貌、厚度等特性。比较分析了石英、陶瓷和PAA为介质的大气压下介质阻挡放电的放电过程图片和放电波形。实验表明:应用阳极氧化法制备的多孔阳极氧化铝具有规则的纳米级多孔结构,膜基结合力好;应用多孔阳极氧化铝作为介质的介质阻挡放电更稳定,放电中产生的更密的微放电有助于降低放电击穿电压和提高放电稳定性;更厚的多孔阳极氧化铝膜为介质的大气压介质阻挡放电具有更好的放电稳定性。

多次氧化对多孔阳极氧化铝模板自组织过程影响

在0.4mol/L的H3PO4溶液中制备多孔阳极氧化铝(PAA)模板,采用扫描电子显微镜,结合ImageJ软件,分析出不同电解液中,一次阳极氧化制备的膜具有相似的表面形貌特征,即膜具表面高低不平,带有无序微孔或条纹。一次氧化决定了膜的孔间距和孔密度,随着氧化次数的增加,孔径有变小的趋势。除膜后,铝基体表面具有一定的有序性,二次氧化在此基础上进行自组织,从而大幅提高了膜的有序性。二次氧化制备的PAA膜表面和截面的孔道有序性要好于三次和四次氧化制备的PAA膜。二次乃至更多次数的氧化所制备的膜孔径都不会大于一次氧化除膜后铝基体表面凹坑孔的孔径。在0.4mol/L的H3PO4中,随着氧化电压的升高,二次阳极氧化膜孔径增大,孔密度下降。电位-时间曲线测试结果表明:随着氧化次数的提高,PAA膜的阻挡层有变厚趋势。填孔前,交流阻抗图谱上只体现PAA膜的阻挡层特性;填孔后,相位角峰变得更加明显。

基于多孔阳极氧化铝的大气压毛细管等离子体电极放电研究

通过实验和模拟方式,对比分析了介质阻挡放电和基于多孔阳极氧化铝的毛细管等离子体电极放电。应用阳极氧化法制备的多孔阳极氧化铝(Porous anodic alumina,PAA)作为介质层进行了毛细管等离子体电极放电。研究了多孔阳极氧化铝介质层对毛细管等离子体电极放电的影响,对比分析了相同几何参量的介质阻挡放电和毛细管等离子体电极放电的放电过程。结果表明:应用多孔阳极氧化铝介质的毛细管等离子体电极放电更稳定,放电中产生的更密的微放电有助于提高放电的稳定性;多孔阳极氧化铝介质层的毛细管等离子体电极放电具有相对于介质阻挡放电高出两个数量级的电子密度和更高的电子温度。等离子体参数具有与多孔阳极氧化铝的孔分布同步的周期性,产生了等离子体射流模式,提高了放电稳定性。

恒定电流阳极氧化过程中多孔孔道和表面条纹的形成机理

传统理论无法诠释多孔阳极氧化铝(Porous Anodic Alumina,PAA)表面条纹和孔道的形成机制。为了诠释表面条纹和PAA孔道各自的形成过程,结合阳极氧化过程的电压-时间曲线和SEM照片,仔细分析了传统“场致助溶理论”和氧化物生长溶解平衡理论的局限性,并实验验证了PAA孔道氧化物的生长速率为113 nm/min,该速率远大于60℃磷酸溶液对氧化铝的溶解速率5.8 nm/min。首次实验证明了在PAA孔道形成过程中不存在氧化物生长和溶解的平衡。并用离子电流和电子电流理论诠释了Al阳极氧化过程的动力学,离子电流导致阻挡层氧化物生长,电子电流导致氧化物生长效率降低并产生氧气气泡。气泡模具效应导致了PAA圆柱形孔道和半球形底部的形成,表面条纹是电解液的化学溶解和污染层下氧气气泡的体积膨胀所致,而非自组织过程所致。本文对广泛应用的TiO_(2)、ZrO_(2)纳米管的结构调控是非常有益的。

多孔阳极氧化铝膜在纳米功能材料制备中的应用

纳米材料具有一系列不同于块体材料的新异特性 ,在许多领域都有着广阔应用前景。阳极氧化铝膜具有独特的多孔结构 ,可作为制备各种纳米功能材料的模板 ,因而在纳米功能材料制备中占有重要地位。本文综述了多孔阳极氧化铝模板的结构特征、制作方法及由模板合成法制备的多种纳米功能材料的研究与应用现状 。

硫酸溶液中形成多孔质阳极氧化铝膜的结构模型

目前，有关阳极氧化法生长氧化铝多孔结构的机制，比较流行的看法是电场支持下的溶解模型[1]。根据这种模型的观点，阳极氧化铝首先生成一层致密的非晶氧化铝阻挡层，当阻挡层达到某一临界值后，电解液开始在阻挡层的表面规则排列的点处，溶解出最初的孔核，孔核的形成将...

多孔阳极氧化铝模板法合成纳米线阵列的研究及应用进展

综述了以多孔氧化铝为模板 ,采用电化学沉积技术合成金属、半导体、导电聚合物等纳米线材料的最新研究进展 ,阐述了多孔氧化铝模板在合成与组装纳米线材料方面的良好应用前景 。

两步阳极氧化法制备多孔阳极氧化铝膜

直流恒压下,在酸性溶液中对铝实施两步阳极氧化制备了多孔氧化铝膜。采用扫描电镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)对制备的多孔氧化铝膜进行形貌分析,孔径在纳米级且孔分布具有高度均匀性。采用SEM对试样进行观察,分析了工艺对多孔氧化铝膜形貌的影响。利用阳极氧化初期电流密度的变化并结合阳极氧化过程中的试样的SEM照片,分析了多孔氧化铝膜的形成机理。

多孔阳极氧化铝模板电化学法去阻挡层的研究

提出了一种通过电解去多孔阳极氧化铝(PAA)模板阻挡层的新方法.用电化学方法研究了去阻挡层的影响因素,用扫描电镜表征了模板的形貌,在去阻挡层的PAA模板中化学沉积了普鲁士蓝.循环伏安测试表明,PAA作阴极在氯化钾溶液中电解一段时间后,在-0.4V(vsAg/AgCl)处出现铝的氧化峰,普鲁士蓝修饰的PAA电极呈现两对可逆的氧化还原峰.温度升高、电位降低,碱生成速率增加,去阻挡层的时间缩短.在278K和-1.8V时,电解900s可去除PAA的阻挡层而不出现扩孔、连孔现象.通过控制合适的温度、电位和时间,电解可以去除PAA的阻挡层而不影响模板形貌.

氧化电压对多孔阳极氧化铝膜结构及形成的影响

以草酸为电解液研究了氧化电压对多孔阳极氧化铝膜的影响,采用场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)对多孔阳极氧化铝膜的表面形貌进行表征。结果表明:氧化电压决定多孔阳极氧化铝膜纳米孔的大小;在一定电压范围内,氧化膜厚度随氧化电压的升高而增加。电流密度与氧化时间的关系曲线表明:在不同电压下多孔阳极氧化铝膜的形成历程基本相同,但形成多孔氧化铝膜时的电流密度随氧化电压的升高而增加。XRD分析结果证实:多孔氧化铝膜由非晶态的Al2O3组成,其组成不随阳极氧化电压而变化。

硫酸/草酸混酸电解液中阳极氧化法制备多孔阳极氧化铝模板

Well ordered porous anodic alumina (PAA) film was prepared on pure Al substrate using sulfuric/oxalic acid mixture as electrolyte with different ratios, the best regular PAA film with an average diameter of 45 nm was obtained using 1∶1 sulfuric/oxalic (molar concentration) mixed acid at 26 V. Addition of oxalic acid into sulfuric acid electrolyte resulted in the increase of anodizing current density, indicating a faster formation rate of PAA film. In 1∶1 sulfuric/oxalic acid electrolyte, the current density was the biggest, which illustrated that the formed barrier layer was the thinnest. Besides, addition of oxalic acid increased the stress of oxide film, accordingly changed the self-organized process of PAA film. XPS results indicate that the PAA film is mainly composed of amorphous alumina independent of oxalic acid addition.

二次阳极氧化方法制备有序多孔氧化铝膜

通过二次阳极氧化方法制备多孔氧化铝膜与一次阳极氧化方法制备多孔氧化铝膜孔排布规律性的对比 ,结果发现 ,二次阳极氧化方法制取的多孔氧化铝膜孔排布规律性明显好于一次阳极氧化法制取的多孔膜 .在几个微米范围内 ,孔呈理想的六角排布 .去除一次阳极氧化膜后 ,二次阳极氧化得以在更良好的表面进行 ,制取的氧化铝膜孔规律性和有序度更高 .

由多孔型阳极氧化铝制备纳米氧化铝纤维

利用磷酸溶液浸溃具有独特的六边形结构和组成的多孔型阳极氧化铝(PAAO),获得了带状、棒状、管状等不同形貌的纳米氧化铝纤维．用扫描电镜(SEM)、能谱仪和透射电镜(TEM)等手段对其形貌和组成进行了分析．结果表明,纳米氧化铝纤维是在阳极氧化铝的多孔层形成的,且在浸溃过程中阻挡层和多孔层表现出完全不同的溶解趋势．PAAO孔壁的特殊结构和组成上的差异造成的择优溶解是不同形貌纳米氧化铝纤维形成的主要原因．

多孔阳极氧化铝形成过程的研究

研究了纯铝在3种不同电解液中的阳极氧化过程,通过分析阳极氧化曲线上不同阶段氧化膜的SEM照片,探讨了铝阳极氧化阻挡层的形成、阻挡层向多孔膜的转化、多孔膜的生长的过程。结果表明:多孔氧化膜不但产生于酸性溶解的电解液中,而且在非溶解性的电解液中也可以产生。提出了在阻挡层的生长过程中,氧气的析出是造成多孔产生的新观点,并从不同电解液角度进行了论证。不同的电解液体系中,氧气的析出电压不同,多孔氧化膜的孔径与电解液的种类有关。

多孔阳极氧化铝的微观结构与气压的关系

为验证氧气析出对PAA孔道产生和发展的作用,深入探讨PAA的形成机理,本文分别研究了在真空下和常压下,铝在磷酸溶液中的阳极氧化过程,用SEM表征了不同气压下PAA孔道的微观结构。在低气压下制备PAA膜,因为氧气析出速度快,所以同样条件下得到的PAA的孔道比常压下的孔径大、孔壁薄。结果表明,"酸性溶解腐蚀孔洞"只发生在氧化膜的表层,而表层下方是规则的"氧气析出孔道";PAA孔道的生成和发展是内部氧气析出孔道和酸性溶解腐蚀孔洞贯通的过程,但起决定作用的是"氧气气泡模具效应"。

多孔阳极氧化铝模板法制备金属钌纳米线阵列

为了制备金属钌纳米线阵列结构,以多孔阳极氧化铝(AAO)为模板,采用直流电沉积的方法组装贵金属Ru纳米线阵列,并利用SEM,TEM对其微观形貌和结构进行了表征。结果表明:通过此法可以制得排列规整的Ru纳米线阵列,纳米线直径约为250 nm,与AAO模板实测孔径一致;并通过控制电沉积的时间,制备出不同长度的Ru纳米线,分析了电沉积时间对纳米线长度的影响。

高度有序多孔阳极氧化铝模板的制备

为了得到纳米孔排列高度有序的多孔阳极氧化铝模板,以0.3 mol.L-1的草酸为电解液研究了模板的制备工艺.采用场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)对多孔氧化铝模板的表面形貌进行表征,X射线衍射分析高纯铝及氧化膜的结构.实验结果表明,铝基体不经过高温退火处理,同样能够得到高度有序的氧化铝膜,简化了多孔氧化铝膜的制备工艺.分别讨论了阳极氧化电压和电解液温度对多孔阳极氧化铝膜的形貌及孔径的影响,并对一步法和两步法制得的多孔氧化铝膜进行比较,结果表明,两步阳极氧化法制备的多孔氧化铝模板的有序性优于一步氧化法.XRD分析证实,多孔氧化铝膜由非晶态的A l2O3组成.

多孔阳极氧化铝孔道形成的电化学反应探讨

分析了多孔阳极氧化铝(PAA)形成过程中,传统"酸性场致溶解"的电化学反应及其局限性。同时,为验证氧气析出反应对PAA孔道产生和发展的影响,深入探讨PAA的形成机理,分别对比了在真空、高气压条件下,铝在三种电解液中的阳极氧化过程。用扫描电子显微镜表征了各种条件下PAA的微观结构,结果表明PAA孔道形成的本质原因是氧气析出反应,而非酸性场致溶解反应。

无阻挡层多孔阳极氧化铝膜板的制备

提出一种在中性的KCI溶液中用多孔阳极氧化铝作阴极，通过电解在阴极产生OH^-腐蚀阻挡层，制备无阻挡层氧化铝模板的新方法。用扫描电镜对模板进行了表征。结果表明，在草酸溶液中，制得的氧化铝模板孔径为70～80nm，孔间距为130nm，孔密度约8×10^9／cm^2，这种方法去阻挡层不扩大模板孔径，不影响纳米孔的纵横比。无阻挡层的氧化铝模板适合于直流电沉积和无电沉积金属纳米材料。

阳极氧化法制备多孔氧化铝膜的研究

阳极化多孔氧化铝是典型的自组织的纳米结构材料．我们用酸溶液阳极氧化法制备了多孔氧化铝膜．从得到的ＡＦＭ 图象及ＦＦＴ变换，证明了在适当的电解条件下。