多孔阳极氧化物的形成效率与纳米孔道的形成机理

• 作者: 宋晔 徐辰 戚卫星 朱绪飞 路超 韩华 马宏图
• 来源期刊: 物理学报
• 学科: 工学
• 关键词: 阳极氧化 多孔型阳极氧化铝 电子电流 纳米多孔材料
• 年，卷（期）: 2012,（22）
• 所属期刊栏目: 凝聚物质：电子结构、电学、磁学和光学性质
• 页码范围: 498-510
• 分类号: TQ174.758
• 语种: 中文

摘要

多孔型阳极氧化铝（PAA）和多孔阳极氧化钛纳米管因其在诸多领域的广泛应用而备受关注．然而这类多孔阳极氧化物中纳米孔道的形成机理至今还不清楚，阳极氧化过程中电流一时间曲线与多孔形貌之间的关系至今无法解释．本文从致密型阳极氧化铝（CAA）的击穿机理入手，详细对比了CAA和PAA形成过程的区别与内在联系，从两种氧化膜电流．时间曲线（或电压一时间曲线）的分界点这个全新视角入手，找出了阳极氧化过程中氧化物形成效率下降的本质原因是电子电流的产生和氧气的析出．在CAA中球形孔洞的证据充分说明初期的规则孔洞是氧气气泡形成的．铝在混合电解液中阳极氧化的结果表明，一旦氧气析出停止，孔道生长就停止并被致密型的氧化物覆盖，一种新型的复合型氧化膜由此而得．最终结果表明：在PAN的形成过程中，适当的电子电流是氧气析出和孔洞形成的保证，适当的离子电流是氧化物形成和孔壁生长的保证．