CN100547121C - 一种制取多孔氧化铝膜的强烈阳极氧化法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种制取多孔阳极氧化铝膜的强烈阳极氧化法，它是以铝片做阳极、铂片做阴极、氩气做保护气体，以高氯酸、无水乙醇的混合溶液做铝片的电化学抛光剂，以草酸、无水乙醇、去离子水的混合溶液做电解液，以磷酸、铬酸、去离子水的混合溶液做氧化铝膜的腐蚀剂，通过铝片退火、清洗、电化学抛光、温和阳极氧化、腐蚀铝片氧化膜、强烈阳极氧化、剥离氧化膜，最终制得浅黄色、高纯度、有序、多孔纳米级氧化铝膜，氧化铝膜孔形为圆形，孔径为30～35nm，孔间距为80～100nm，孔深为162.4μm，氧化铝膜的生长速率为54μm/h，比温和阳极氧化法制备阳极氧化铝的薄膜生长速率2μm/h提高27倍。

Description

一种制取多孔氧化铝膜的强烈阳极氧化法

技术领域：

本发明涉及一种制取多孔氧化铝膜的强烈阳极氧化法，属有色金属材料表面成膜技术的领域。

背景技术：

铝是比较活泼的金属，在空气中能自然形成一层厚约几百纳米的氧化膜，这层氧化膜是非晶态的，薄而多孔，机械强度低，无法满足功能化应用的要求，为了获得特殊功能的氧化膜层，必须对铝表面进行处理，在电解液中，将铝作为阳极进行电解处理，在铝表面生成氧化膜，称为铝阳极氧化，阳极氧化铝膜分为阻挡型和多孔型两类，通常在中性电解液中阳极氧化可得到致密的阻挡型氧化膜，而在草酸、磷酸、硫酸等自身有一定氧化能力的酸性溶液中阳极氧化可在铝表面形成多孔型氧化膜，这种多孔型氧化膜由底层薄而致密的阻挡层和其上厚而疏松的多孔层构成，多孔层的膜胞是六角密堆排列，每个膜胞中心存在纳米尺度的孔，且孔大小均匀，与基体表面垂直。

由于多孔阳极氧化铝膜独特的结构和优点，为研制开发新型功能材料开辟了一条新的途径，目前，多孔阳极氧化铝膜不仅在分离膜、光学与光电子元件、磁性薄膜、选择性吸收膜、催化剂载体等方面得到广泛应用，而且使它成为制备均匀纳米结构的理想模板，如以多孔氧化铝为模板合成纳米线、纳米管等。

研究表明，要形成多孔氧化铝膜，电解液种类只能是草酸、磷酸、硫酸等自身有一定氧化能力的酸性溶液，另外，只有在适当电压下才能得到有序孔，普遍认为，在电解液温度2℃左右时，硫酸电解液对应氧化电压的最佳值为25V，草酸电解液对应氧化电压的最佳值为40V，磷酸电解液对应氧化电压的最佳值为195V，当氧化电压不在上述电压最佳值附近时，所生成的氧化铝薄膜的空间有序度将急剧下降，如果实际电压高于所要求的维持稳定氧化的最高电压值时，会导致由于电流过大而击穿和烧焦氧化膜，例如，以0.3mol/L的草酸为电解液，在温度2℃左右时，维持稳定氧化的电压范围在20～80V之间，并且在80V下氧化，多孔膜的孔臂已开始有破裂迹象。

以硫酸、草酸、或磷酸为电解液，在氧化电压的最佳值附近进行的阳极氧化习惯称为温和阳极氧化法mild anodization、简称MA法，其缺点在于制备多孔氧化铝膜，薄膜厚度的增长速率只有2μm/h，到目前为止，由于氧化铝膜厚度增长速率慢，以MA法为基础的二次阳极氧化法还未应用于工业中，还存在很多缺陷和不足。

以草酸为电解液，在110-160V进行的阳极氧化为强烈阳极氧化法hardanodization、简称HA法，强烈阳极氧化法还在研究和探讨中。

发明内容

发明目的

本发明的目的就是针对背景技术中以温和阳极氧化法为基础的二次阳极氧化法制备多孔氧化铝膜的不足，多孔氧化铝膜厚度增长速率慢的问题，提出一种以草酸、去离子水、无水乙醇溶液为电解液，采用强烈阳极氧化法，在160V电压下，制备有序、多孔、纳米级孔径的氧化铝膜方法，以大幅度提高氧化铝膜的增长速率。

技术方案

本发明使用的化学物质材料为：铝片、铂片、草酸、磷酸、铬酸、高氯酸、无水乙醇、丙酮、去离子水、氩气，其组成量比如下：以毫克、毫升、毫米、厘米³为计量单位

铝片：Al  75×15×0.5mm

铂片：Pt  75×15×0.5mm

草酸：C₂H₂O₄·2H₂O  18.9105g±0.0005g

磷酸：H₃PO₄  6g±0.0005g

铬酸：H₂CrO₄  1.8g±0.0005g

高氯酸：HClO₄  100ml±0.5ml

无水乙醇：CH₃CH₂OH  500ml±0.5ml

丙酮：CH₃COCH₃  50ml±0.5ml

去离子水：H₂O  1000ml±10ml

氩气：Ar，18000cm³±100cm³

制备方法如下：

(1)精选化学物质材料

对所需的化学物质材料要严格进行精选，并进行纯度、精度控制：

铝片：75×15×0.5mm  纯度为99.999％  粗糙度Ra0.32-0.64μm

铂片：75×15×0.5mm  纯度为99.99％   粗糙度Ra0.32-0.64μm

草酸：99.5％

磷酸：99.5％

铬酸：99.99％

高氯酸：99.5％

无水乙醇：99.7％

丙酮：99.5％

去离子水：99.99％

氩气：99.999％

(2)铝片退火

①在管式退火炉中进行；

②将75×15×0.5mm铝片置于管式退火炉的石英管内；

③将氩气管接通管式退火炉的石英管进气口，开启出气口，向高温石英管内输送氩气，氩气输送速度为200cm³/min，输送时间为5min±0.5min，以净化高温石英管，清除管内有害气体及残留化学物质；

④开启管式退火炉电阻加热器，温度由25℃±3℃升温至500℃±3℃，升温速度8℃/min，同时开启氩气管，向高温石英管内输送氩气，氩气输送速度为50cm³/min，高温石英管温度在500℃±3℃状态下恒温120min±1min，消除铝片内应力及其缺陷；

⑤关闭加热器，使其随炉冷却，当温度降至100℃±10℃时，关闭氩气管，停止输氩气；

⑥随炉冷却至25℃±3℃，完成退火，取出铝片；

(3)超声清洗铝片

①将退火后的铝片置于烧杯中，将丙酮10ml±0.5ml置于烧杯中，将烧杯置于超声波清洗器中清洗10min±1min；

②将丙酮清洗后的铝片置于烧杯中，将无水乙醇10ml±0.5ml置于烧杯中，将烧杯置于超声波清洗器中清洗10min±1min；

(4)电化学抛光铝片

①在低温冷却循环泵上进行；

②配制抛光液

将无水乙醇400ml±0.5ml、高氯酸100ml±0.5ml置于烧杯中，用磁力搅拌器搅拌均匀，成混合溶液，其混合溶液的体积比为：无水乙醇∶高氯酸＝4∶1；

③电化学抛光

将装有抛光液的烧杯置于低温冷却循环泵中，开启烧杯底部的磁力搅拌器，同时开启低温冷却循环泵，使电解槽温度处于0℃±0.5℃，烧杯内抛光液温度处于2℃±0.5℃；

将铝片、铂片垂直悬置于烧杯中，并使铝片、铂片平行；

将铝片、铂片分别接通阳极、阴极接线夹；

开启电源，铝片为阳极，铂片为阴极，保持电流1000mA±50mA，在磁力搅拌下，电化学抛光8min±2min；

④铝片电化学抛光后，正反两平面成镜面，表面粗糙度为Ra0.16-0.32μm；

(5)铝片温和阳极氧化

①在低温冷却循环泵上进行；

②配制电解液

将无水乙醇100ml±0.5ml、去离子水400ml±0.5ml置于烧杯中，用磁力搅拌器搅拌均匀，成混合溶液，其混合溶液的体积比为：无水乙醇∶去离子水＝0.25∶1；

将草酸18.9105g±0.0005g置于烧杯中，加入体积比为0.25∶1的无水乙醇和去离子水的混合液，使溶液体积为500ml±0.5ml，用磁力搅拌器搅拌至草酸完全溶解，制成草酸、无水乙醇和去离子水混合溶液，混合溶液中草酸浓度为0.3mol/L；

③阳极氧化

将装有电解液的烧杯置于低温冷却循环泵中，开启烧杯底部的磁力搅拌器，同时开启低温冷却循环泵，使电解槽温度处于0℃±0.5℃，烧杯内电解液温度处于2℃±0.5℃；

将铝片、铂片垂直悬置于烧杯中，并使铝片、铂片平行；

将铝片、铂片分别接通阳极、阴极接线夹；

开启直流稳压电源，铝片为阳极，铂片为阴极，保持电压40V±0.5V，在磁力搅拌下，在冰水混合物恒温冷却下，阳极氧化300min±1min，使铝片正、反表面生成多孔阳极氧化膜；

(6)腐蚀铝片氧化膜

①配制腐蚀液

将磷酸6g±0.0005g、铬酸1.8g±0.0005g、去离子水92.2g±0.0005g置于烧杯中，用磁力搅拌器搅拌均匀，成混合溶液，其混合溶液中铬酸、磷酸和去离子水的质量比为：铬酸∶磷酸∶去离子水＝6∶1.8∶92.2；

②腐蚀铝片氧化膜

将温和阳极氧化后的铝片置于装有腐蚀液的烧杯中，在25℃±3℃下，静置540-600min，把温和阳极氧化生成的氧化铝膜腐蚀掉，在铝表面形成较规则的凹坑图形；

(7)清洗有凹坑图形的铝片

①将去离子水50ml±0.5ml置于烧杯中；

②将有凹坑图形的铝片浸泡于烧杯的去离子水中，清洗10min；

③用新的去离子水，重复清洗3次；

④将铝片取出晾干；

(8)铝片强烈阳极氧化

①在低温冷却循环泵上进行；

②将装有电解液的烧杯置于低温冷却循环泵中，开启烧杯底部的磁力搅拌器，同时开启低温冷却循环泵使电解槽温度处于0℃±0.5℃，烧杯内电解液温度处于2℃±0.5℃；

③将铝片、铂片垂直悬置于烧杯中，并使铝片、铂片平行；

④将铝片在电解液中的位置调整到磁力搅拌所形成的电解液旋涡处；

⑤开启直流稳压电源，铝片为阳极，铂片为阴极，保持电压40V±0.5V，在磁力搅拌下，在冰水混合物恒温冷却下，阳极氧化10min±1min，使铝片正、反表面生成多孔阳极氧化膜；

⑥将阳极、阴极间的电压缓慢升至160V，升压速度为0.5-0.9V/s，在160V电压下，强烈阳极氧化180min±1min；

⑦铝片正、反两面生成有序的阳极氧化铝膜，氧化铝膜为淡黄色，孔形为圆形，孔径30-35nm，孔间距80-100nm，孔深162.4μm，膜层厚度162.4μm；

(9)氧化膜剥离

①在低温冷却循环泵上进行；

②将装有电解液的烧杯置于低温冷却循环泵中，开启烧杯底部的磁力搅拌器，同时开启低温冷却循环泵，使电解槽温度处于0℃±0.5℃，烧杯内电解液温度处于2℃±0.5℃；

③将强烈阳极氧化后的铝片、铂片垂直悬置于烧杯中，并使铝片、铂片平行；

④开启直流稳压电源，强烈阳极氧化后的铝片为阳极，铂片为阴极，将电源电压先升至铝片强烈阳极氧化电压160V，然后以5V/min的降压速度降至0V电压；

⑤置换阴、阳极，置换后：强烈阳极氧化过的铝片为阴极，并将阴极的铂片换成未经氧化的铝片为阳极，稳压电源升压至10V，恒压5min，利用阴极还原反应产生的气泡压力使多孔氧化铝膜与铝片剥离；

(10)超声清洗多孔氧化铝膜

①将去离子水50ml±0.5ml置于烧杯中；

②将多孔氧化铝膜浸泡于烧杯的去离子水中，超声清洗10min；

③用去离子水分别重复清洗3次；

④将多孔氧化铝膜取出凉干；

(11)检测，分析，表征

用场发射扫描电子显微镜观察多孔氧化铝膜的表面和端面形貌，测量孔形、孔径、孔深、孔间距；

(12)包装储存

将多孔氧化铝膜平展置于洁净的软质材料内，储存于干燥、阴凉、洁净环境中，储存温度为20℃±3℃，要严格防火、防晒、防酸碱侵蚀。

所述的强烈阳极氧化法制取氧化铝膜，是以草酸、无水乙醇、去离子水的混合溶液为电解液，混合溶液中无水乙醇和去离子水的体积比为0.25∶1，混合溶液的浓度为0.3mol/L。

所述的强烈阳极氧化法制取氧化铝膜，是在160V电压下，电解液温度处于2℃±0.5℃，强烈阳极氧化是在180min±1min时间内完成的，电压升压速度为0.5-0.9V/s。

所述的强烈阳极氧化法制取氧化铝膜，其产物为淡黄色，孔形为圆形、孔径为30-35nm、孔间距为80-100nm、孔深为162.4μm，膜层厚度162.4μm，为多孔有序规则排列。

所述的强烈阳极氧化法制取氧化铝膜，强烈阳极氧化的氧化铝膜的生长速率为54μm/h。

有益效果

本发明与背景技术相比具有明显的先进性，采用强烈阳极氧化法制取多孔氧化铝膜，它是以铝片做阳极，以铂片做阴极，以草酸、无水乙醇、去离子水的混合溶液为电解液，以惰性气体氩气为铝片退火的保护气体，以高氯酸、无水乙醇为铝片的电化学抛光剂，以磷酸、铬酸和去离子水的混合溶液为温和阳极氧化铝膜的腐蚀剂，以丙酮、无水乙醇、去离子水为清洗剂，通过铝片退火、超声波清洗、电化学抛光、温和阳极氧化、腐蚀阳极氧化铝膜、清洗带有氧化膜凹痕的铝片、强烈阳极氧化、剥离氧化膜、检测分析、储存封装，最终制得淡黄色、高度有序的纳米级多孔氧化铝膜，氧化膜孔型为圆形，氧化铝膜孔径30-35nm，孔间距80-100nm，孔深162μm，多孔氧化铝薄膜的生长速率为54μm/h，比温和阳极氧化法制备多孔阳极氧化铝膜的生长速率2μm/h提高27倍，此制备方法工艺流程短，使用设备少，容易操作，环境污染小，使用材料来源丰富，成本低，是十分理想的制取多孔氧化铝膜的方法。

附图说明

图1为制备工艺流程图

图2为退火炉结构及退火状态图

图3为低温冷却循环机及制备状态图

图4为强烈阳极氧化电压与时间坐标关系图

图5为氧化铝膜放大100000倍表面形貌图

图6为氧化铝膜放大800倍断面形貌图

图7为氧化铝膜放大的6000倍断面形貌图

图中所示，附图标记清单如下：

1.退火炉座，2.退火炉，3.石英管，4.石英管腔，5.石英舟，6.加热器，7.氩气瓶，8.氩气管，9.氩气阀，10.出气口，11.铝片，12.低温冷却机座，13.电解槽，14.烧杯，15.支架，16.阴极接线夹，17.阳极接线夹，18.控制器，19.指示灯，20.直流稳压电源，21.液晶显示器，22.指示灯，23.控制器，24.铂片，25.冷却机箱，26.电解液，27.冰水混合物，28.导线。

具体实施方式

以下结合附图对本发明做进一步说明：

图1所示，为制备工艺流程图，各制备参数要严格控制，按序操作。

对设备所需的化学物质材料要严格称量，不得超出最大最小范围。

对制备多孔阳极氧化铝膜所需的铝片要严格精选，纯度99.999％，铝片、铂片的尺寸规格、表面粗糙度要一致，以免影响阴、阳极的电压传输及稳定性。

铝片退火要在氩气保护下，在石英管式退火炉中进行，退火温度为500℃±3℃，要严格控制温度、时间，氩气输入要连续进行，并留有气口，以防发生安全事故。

退火后，铝片要先后在丙酮、无水乙醇中超声清洗10min±1min。

铝片要进行电化学抛光，以提高正、反面的光洁程度，呈镜面为宜，以利于有序多孔氧化膜的生成，抛光后，铝片表面粗糙度值为Ra0.16-0.32μm.

多孔氧化铝膜的制备要分二次进行，第一次为温和阳极氧化，即MA法，第二次为强烈阳极氧化，即HA法，均在低温冷却循环机上进行，其使用的电解液是相同的，均为草酸、无水乙醇和去离子水的混合溶液，其浓度为0.3mol/L。

第一次阳极氧化为温和阳极氧化，电压值为40V±0.5V，电解液温度值为2℃±0.5℃，磁力振荡搅拌，时间为300min±1min，在铝片上生成的氧化膜，还要用磷酸、铬酸和去离子水混合溶液腐蚀540-600min，把第一次阳极氧化生成的氧化铝膜腐蚀掉，在铝表面形成较规则的凹坑图形。

第二次阳极氧化为强烈阳极氧化，电压为160V，时间可根据多孔氧化铝薄膜的生长速率54μm/h，按应用所需的孔层厚度、孔深选定，可在30-300min内选择，时间越长，孔深越大，时间越短孔深越小，成正比。

第二次阳极氧化要先在40V±0.5V电压下氧化10min±1min，使铝片正、反表面生成多孔阳极氧化膜，然后缓慢升压至160V，升压速度为0.5-0.9V/s，强烈阳极氧化时要将铝片在电解液中的位置调整到磁力搅拌所形成的旋涡处。

剥离氧化铝膜要有序进行，先以铝片为阳极，铂片为阴极，以5V/min的降压速度将阴阳两极间的电压由强烈阳极氧化时的电压160V降至0V，然后置换阴阳极，置换后以强烈阳极氧化过的铝片为阴极，并将阳极的铂片换成未氧化的铝片，稳压电源升压至10V，恒压5min，利用阴极还原反应产生的气泡压力使多孔氧化铝膜与铝片剥离，取出剥离下的多孔氧化铝膜，用去离子水反复清洗后再将它收集，即为最后多孔氧化铝膜产物。

在制备铝氧化膜时使用的铝片、铂片、化学物质材料是在预先设置的数值范围内确定的，以克、毫升、毫米、厘米³为计量单位，当工业化制取时，以千克、升、毫米、米³为计量单位，其产物孔形、孔距仍以纳米为单位，膜厚、孔深仍以微米为单位。

图2所示，为管式退火炉结构及退火状态图，炉座1的上部为退火炉2，退火炉2的上部为加热器6，退火炉的中间内部为石英管3，石英管3内为石英管腔4，在石英管腔4内中部设有石英舟5，石英舟5上置放铝片11，石英管3的左部设有氩气阀9、氩气管8、氩气瓶7，石英管3的右部设有出气口10。

图3所示，为冷却循环机结构及制备状态图，机坐12的上部为机箱25，机箱25的中部设有电解槽13，电解槽13的中部为烧杯14，烧杯14内为电解液26，电解槽13与烧杯14之间为冰水混合物27，在冷却机箱25的左部设有支架15，支架15联接阴极夹16、阳极夹17，阴极夹16联接铂片24，阳极夹17联接铝片11，铂片24、铝片11深入烧杯14中的电解液26内，冷却机箱25的下部设有控制器18、指示灯19，冷却机箱25的左部设有直流稳压电源20，直流稳压电源20上设有指示灯22、液晶显示器21、控制器23，直流稳压电源20通过导线28与阴极夹16、阳极夹17联接。

图4所示，为强烈阳极氧化电压与时间坐标关系图，图中：纵坐标为电压V，横坐标为时间min，先将电压由0V升至40V，即A点，在此电压保持10min，即AB区段，然后由B点继续以0.5V/s的速率升压至160V，相交于℃点，在此电压保持120min，即CD区段，然后关闭电源使电压降至0V，即E点，从而完成了升压-恒压-降压全过程。

图5所示，为氧化铝膜的表面形貌，图中可知：多孔氧化铝孔型为圆形，氧化铝膜孔径30-35nm，孔间距80-100nm，标尺单位为100nm。

图6所示，为氧化铝膜的断面形貌，图中可知：氧化铝膜厚162μm，标尺单位为100μm。

图7所示，为铝氧化膜的断面形貌，图中可知：氧化铝孔层垂直氧化铝膜表面平行排列，孔深162μm，标尺单位为10μm。

Claims (3)

1.一种制取多孔氧化铝膜的强烈阳极氧化法，其特征在于：使用的化学物质材料为：铝片、铂片、草酸、磷酸、铬酸、高氯酸、无水乙醇、丙酮、去离子水、氩气，其组成量比如下：以毫升、毫米、厘米³为计量单位

铝片：Al 75×15×0.5mm

铂片：Pt 75×15×0.5mm

草酸：C₂H₂O₄·2H₂O 18.9105g±0.0005g

磷酸：H₃PO₄ 6g±0.0005g

铬酸：H₂CrO₄ 1.8g±0.0005g

高氯酸：HClO₄ 100ml±0.5ml

无水乙醇：CH₃CH₂OH 500ml±0.5ml

丙酮：CH₃COCH₃ 50ml±0.5ml

去离子水：H₂O 1000ml±10ml

氩气：Ar，18000cm³±100cm³

制备方法如下：

(1)精选化学物质材料

对所需的化学物质材料要严格进行精选，并进行纯度、精度控制：

铝片：75×15×0.5mm纯度为99.999％粗糙度Ra0.32-0.64μm

铂片：75×15×0.5mm纯度为99.99％粗糙度Ra0.32-0.64μm

草酸：99.5％

磷酸：99.5％

铬酸：99.99％

高氯酸：99.5％

无水乙醇：99.7％

丙酮：99.5％

去离子水：99.99％

氩气：99.999％

(2)铝片退火

①在管式退火炉中进行；

②将75×15×0.5mm铝片置于管式退火炉的石英管内；

③将氩气管接通管式退火炉的石英管进气口，开启出气口，向高温石英管内输送氩气，氩气输送速度为200cm³/min，输送时间为5min±0.5min，以净化高温石英管，清除管内有害气体及残留化学物质；

④开启管式退火炉电阻加热器，温度由25℃±3℃升温至500℃±3℃，升温速度8℃/min，同时开启氩气管，向高温石英管内输送氩气，氩气输送速度为50cm³/min，高温石英管温度在500℃±3℃状态下恒温120min±1min，消除铝片内应力及其缺陷；

⑤关闭加热器，使其随炉冷却，当温度降至100℃±10℃时，关闭氩气管，停止输氩气；

⑥随炉冷却至25℃±3℃，完成退火，取出铝片；

(3)超声清洗铝片

①将退火后的铝片置于烧杯中，将丙酮10ml±0.5ml置于烧杯中，将烧杯置于超声波清洗器中清洗10min±1min；

②将丙酮清洗后的铝片置于烧杯中，将无水乙醇10ml±0.5ml置于烧杯中，将烧杯置于超声波清洗器中清洗10min±1min；

(4)电化学抛光铝片

①在低温冷却循环泵上进行；

②配制抛光液

将无水乙醇400ml±0.5ml、高氯酸100ml±0.5ml置于烧杯中，用磁力搅拌器搅拌均匀，成混合溶液，其混合溶液的体积比为：无水乙醇∶高氯酸＝4∶1；

③电化学抛光

将装有抛光液的烧杯置于低温冷却循环泵中，开启烧杯底部的磁力搅拌器，同时开启低温冷却循环泵，使电解槽温度处于0℃±0.5℃，烧杯内抛光液温度处于2℃±0.5℃；

将铝片、铂片垂直悬置于烧杯中，并使铝片、铂片平行；

将铝片、铂片分别接通阳极、阴极接线夹；

开启电源，铝片为阳极，铂片为阴极，保持电流1000mA±50mA，在磁力搅拌下，电化学抛光8min±2min；

④铝片电化学抛光后，正反两平面成镜面，表面粗糙度为Ra0.16-0.32μm；

(5)铝片温和阳极氧化

①在低温冷却循环泵上进行；

②配制电解液

将无水乙醇100ml±0.5ml、去离子水400ml±0.5ml置于烧杯中，用磁力搅拌器搅拌均匀，成混合溶液，其混合溶液的体积比为：无水乙醇∶去离子水＝0.25∶1；

将草酸18.9105g±0.0005g置于烧杯中，加入体积比为0.25∶1的无水乙醇和去离子水的混合液，使溶液体积为500ml±0.5ml，用磁力搅拌器搅拌至草酸完全溶解，制成草酸、无水乙醇和去离子水混合溶液，混合溶液中草酸浓度为0.3mol/L；

③阳极氧化

将装有电解液的烧杯置于低温冷却循环泵中，开启烧杯底部的磁力搅拌器，同时开启低温冷却循环泵，使电解槽温度处于0℃±0.5℃，烧杯内电解液温度处于2℃±0.5℃；

将铝片、铂片垂直悬置于烧杯中，并使铝片、铂片平行；

将铝片、铂片分别接通阳极、阴极接线夹；

开启直流稳压电源，铝片为阳极，铂片为阴极，保持电压40V±0.5V，在磁力搅拌下，在冰水混合物恒温冷却下，阳极氧化300min±1min，使铝片正、反表面生成多孔阳极氧化膜；

(6)腐蚀铝片氧化膜

①配制腐蚀液

将磷酸6g±0.0005g、铬酸1.8g±0.0005g、去离子水92.2g±0.0005g置于烧杯中，用磁力搅拌器搅拌均匀，成混合溶液，其混合溶液中铬酸、磷酸和去离子水的质量比为：铬酸∶磷酸∶去离子水＝6∶1.8∶92.2；

②腐蚀铝片氧化膜

将温和阳极氧化后的铝片置于装有腐蚀液的烧杯中，在25℃±3℃下，静置540-600min，把温和阳极氧化生成的氧化铝膜腐蚀掉，在铝表面形成较规则的凹坑图形；

(7)清洗有凹坑图形的铝片

①将去离子水50ml±0.5ml置于烧杯中；

②将有凹坑图形的铝片浸泡于烧杯的去离子水中，清洗10min；

③用新的去离子水，重复清洗3次；

④将铝片取出晾干；

(8)铝片强烈阳极氧化

①在低温冷却循环泵上进行；

②将装有电解液的烧杯置于低温冷却循环泵中，开启烧杯底部的磁力搅拌器，同时开启低温冷却循环泵使电解槽温度处于0℃±0.5℃，烧杯内电解液温度处于2℃±0.5℃；

电解液组分：草酸18.9105g±0.0005g、无水乙醇100ml±0.5ml、去离子水400ml±0.5ml、混合溶液中草酸浓度0.3mol/L；

③将铝片、铂片垂直悬置于烧杯中，并使铝片、铂片平行；

④将铝片在电解液中的位置调整到磁力搅拌所形成的电解液旋涡处；

⑤开启直流稳压电源，铝片为阳极，铂片为阴极，保持电压40V±0.5V，在磁力搅拌下，在冰水混合物恒温冷却下，阳极氧化10min±1min，使铝片正、反表面生成多孔阳极氧化膜；

⑥将阳极、阴极间的电压缓慢升至160V，升压速度为0.5-0.9V/s，在160V电压下，强烈阳极氧化180min±1min；

⑦铝片正、反两面生成有序的阳极氧化铝膜，氧化铝膜为淡黄色，孔形为圆形，孔径30-35nm，孔间距80-100nm，孔深162.4μm，膜层厚度162.4μm；

(9)氧化膜剥离

①在低温冷却循环泵上进行；

②将装有电解液的烧杯置于低温冷却循环泵中，开启烧杯底部的磁力搅拌器，同时开启低温冷却循环泵，使电解槽温度处于0℃±0.5℃，烧杯内电解液温度处于2℃±0.5℃；

③将强烈阳极氧化后的铝片、铂片垂直悬置于烧杯中，并使铝片、铂片平行；

④开启直流稳压电源，强烈阳极氧化后的铝片为阳极，铂片为阴极，将电源电压先升至铝片强烈阳极氧化电压160V，然后以5V/min的降压速度降至0V电压；

⑤置换阴、阳极，置换后：强烈阳极氧化过的铝片为阴极，并将阴极的铂片换成未经氧化的铝片为阳极，稳压电源升压至10V，恒压5min，利用阴极还原反应产生的气泡压力使多孔氧化铝膜与铝片剥离；

(10)超声清洗多孔氧化铝膜

①将去离子水50ml±0.5ml置于烧杯中；

②将多孔氧化铝膜浸泡于烧杯的去离子水中，超声清洗10min；

③用去离子水分别重复清洗3次；

④将多孔氧化铝膜取出凉干；

(11)检测，分析，表征

用场发射扫描电子显微镜观察多孔氧化铝膜的表面和端面形貌，测量孔形、孔径、孔深、孔间距；

(12)包装储存

将多孔氧化铝膜平展置于洁净的软质材料内，储存于干燥、阴凉、洁净环境中，储存温度为20℃±3℃，要严格防火、防晒、防酸碱侵蚀。

2.根据权利要求1所述的一种制取多孔氧化铝膜的强烈阳极氧化法，其特征在于：所述的强烈阳极氧化法制取多孔氧化铝膜，是以草酸、无水乙醇、去离子水的混合溶液为电解液，电解液中无水乙醇和去离子水的体积比为0.25∶1，电解液浓度为0.3mol/L。

3.根据权利要求1所述的一种制取多孔氧化铝膜的强烈阳极氧化法，其特征在于：所述的强烈阳极氧化法制取氧化铝膜，强烈阳极氧化的氧化铝膜的生长速率54μm/h。

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