TWI627316B

TWI627316B - 一種具有奈米或次微米孔洞的管狀鋁陽極處理膜的製作方法

Info

Publication number: TWI627316B
Application number: TW106114598A
Authority: TW
Inventors: 陳建仲; 洪千萬
Original assignee: 國立聯合大學
Priority date: 2017-05-03
Filing date: 2017-05-03
Publication date: 2018-06-21
Also published as: TW201843359A

Abstract

本發明是關於一種具有奈米或次微米孔洞的管狀鋁陽極處理膜的製作方法，主要是利用電解拋光和陽極處理法在鋁管表面成長一層具有孔洞結構性的鋁陽極處理膜，進一步移除部分鋁基材後，可得雙邊具有鋁管連接的管狀鋁陽極處理膜，此孔洞結構排列隨著鋁基材的純度而變化，當陽極膜成長於純度較差的鋁基材時，例如陽極膜成長於6061鋁材時，孔洞的排列比較散亂，另外，當陽極膜成長於純度較高的鋁基材時，例如99.999%(5N)純度鋁材時，孔洞的排列較整齊，此具有孔洞結構的管狀陽極膜可進一步被應用於能源轉換、光觸媒、或高階過濾所需的載體材料。

Description

一種具有奈米或次微米孔洞的管狀鋁陽極處理膜的製作方法

本發明專利提出一種具有奈米或次微米孔洞的管狀鋁陽極處理膜的製作方法用於製作高品質之管狀奈米薄膜，利用此方法所作出的產品能夠應用在能源產業與環保材料，同時也提升了陽極處理技術的附加價值與鋁材在高科技產業上的應用。

陽極處理由來被定義為成熟的傳統產業，其主要的應用如表面抗腐蝕、塗裝、裝飾、電絕緣、表面電鍍、耐磨性等表面改質應用，由於陽極氧化膜的多孔性結構，其後續需再經封孔處理步驟，應用時方能具有美觀與多色彩化的緻密膜。近年來由於奈米技術的發展，也使得在陽極氧化膜管胞或奈米管結構的管徑、管長、與管密度在技術上更能完整的掌控。簡便的陽極處理技術，提供成本低廉且快速量產的製程，可實際應用於要求單位表面積大的產品發展，如染料敏化太陽能電池、光觸媒、導熱片、與隔熱片元件之開發。陽極處理技術，隨著工業產品的需求，從早期針對重工業結構物表面的抗腐蝕、抗磨耗、抗撞擊、與耐高溫等表面改質的需求，近年來更應用於蒸鍍設備之真空腔體內部的鍍膜吸收層，或積體電路內之阻障層，隨著目前最熱門的散熱材、隔熱材、殺菌材、綠建材、與太陽能電池等產業發展，具功能性的陽極處理產品，勢必將成為各產業的熱門應用端。

利用電化學技術製作高品質之奈米管結構觸媒板，使觸媒板獲得最大可用之反應表面積，當鋁置於特定的電解液中且控制適當的陽極處理參數，所形成的氧化膜具有規則狀的胞狀(cell)或奈米管結構，奈米管末端與鋁材的介面則形成半球形的阻障層，末端阻障層可利用化學溶液將其溶解，使氧化膜形奈米直通管，奈米管的直徑、管密度、管壁厚度、與管長則依陽極處理之外加電壓、電解液成分、與電解液溫度參數而定，此輕量化、可量化計算評估之大表面積、低成本、化學穩定性與熱穩定性佳之的觸媒薄膜適用於高溫二氧化碳捕獲與轉換所需的材料，可進一步利用凝膠凝固法(sol-gel)、化學鍍(electroless-deposition)、電鍍法(electro-deposition)、或真空沉積法(vacuum-deposition)將二氧化鈦(TiO₂)、二氧化鋯(ZrO₂)、銅(Cu)、鐵(Fe)、鋅(Zn)、與鉑黑(Pt)、鎳(Ni)、金(Au)、銀(Ag)、或合金(Alloy)置放在觸媒板表面。

學術或研究單位在製作小面積奈米結構觸媒板時可簡單地控制所需的實驗條件，但是當樣品尺寸與數量放大至工業界量產時卻常常面臨到電流密度和溫度不穩定的問題，針對大型或大量觸媒薄膜在反應過程中電流密度控制的穩定性，使具有孔洞結構性的鋁陽極處理薄膜在產業上的應用受到了阻礙。

本發明是關於一種具有奈米或次微米孔洞的管狀鋁陽極處理膜的製作方法，主要是利用電解拋光和陽極處理法在鋁管表面成長一層具有孔洞結構性的鋁陽極處理膜，進一步移除部分鋁基材後，可得雙邊具有鋁管連接的管狀鋁陽極處理膜，此孔洞結構排列隨著鋁基材的純度而變化，當陽極膜成長於純度較差的鋁基材時，例如，陽極膜成長於6061鋁材時，孔洞的排列比較散亂，另外，當陽極膜成長於純度較高的鋁基材時，例如，陽極膜成長於99.999%(5N)純度鋁材時，孔洞的排列較整齊，此具有孔洞結構的管狀陽極膜可進一步被應用於能源轉換、光觸媒、或高階過濾所需的載體材料。

本發明專利之特點在於(1)陽極製程簡單化：利用成熟傳統產業之陽極處理技術可量產化製作具有奈米或次微米孔洞的管狀鋁陽極處理膜、(2)製作材料簡單：僅需鋁管、(3)製作成本低：不須用到任何真空設備就可製作出具有奈米或次微米孔洞的結構性氧化膜、(4)此化學穩定性高的結構性氧化膜可被應用於高附加價值的能源轉換、藥物釋放、濾材、感測、或光觸媒所需的載體材料、(5)管狀外觀立體式與多樣化的設計易於搭配3C產品的設計、(6)管狀立體式與攜帶方便式的設計可提升產品的設計與消費者的購買意願。

管狀陽極膜具相較於板狀陽極膜的外觀新穎性與結構應用創新性的特性，結構性之鋁陽極膜，在學術或研究單位屬於一種成熟的技術，但是在產業界卻很少看到此陽極膜在相關研究或產品上的應用，本專利也希望藉由改變大多數人對平面式板狀陽極膜的印象，而提出一創新的立體式管狀陽極膜的構想，使結構性之鋁陽極膜在未來能夠獲得更多學術、研究單位、和產業界的應用。此管狀結構性之鋁陽極膜更可提供乾式氣流和濕式液流在奈米(次微米)管內流通特性的研究，而本專利也將在管狀陽極膜內通入液體來驗證在液體在管狀陽極膜表面滲透的特徵。

本發明專利之管狀陽極氧化鋁膜分別利用6061鋁管與高純度(99.999%，5N)鋁管製成。習知之平板狀的結構性陽極氧化鋁膜在學術界或產業界上已經被研究開發幾十年了，近年市面上已經開始販售平板狀的結構性陽極氧化鋁膜，例如：InRedox ( http：//www.inredox.com/product/aao-wafers/ )、上海上木科技有限公司 ( http：//www.nano-star.com/show258.html )、Sigma-Aldrich ( http：//www.sigmaaldrich.com/labware/labware-products.html？TablePage=109501875 )

針對管狀的結構性陽極氧化鋁膜，目前研究單位或科技公司尚未有任何文獻報告或產品呈現。相較於板狀結構性陽極氧化鋁膜，管狀結構性陽極氧化鋁膜具有其特殊的特徵與應用的價值。針對此一具有高應用附加價值管狀結構性陽極氧化鋁膜，本發明專利提出一種具有奈米或次微米孔洞的管狀鋁陽極處理膜的製作方法，該製程中主要包含電解拋光與陽極處理方法。

此管狀陽極氧化鋁膜兩側具有鋁管連接，陽極氧化鋁膜具有孔徑為5~500nm、孔密度為10⁸~10¹¹孔/cm²、膜厚為5~500μm的顯微結構。陽極膜的表面與底面具有開孔之通道，陽極膜兩側鋁管可連接氣體或液體，該氣體或液體可在兩端開孔的管狀陽極膜的內表面和外表面之間進行氣體或液體的擴散或滲出作用。具有滲出和擴散特徵的管狀AAO材料可進一步用於先進技術，例如，液體(氣體)過濾器，藥物釋放，氫能生產。

根據本發明所提的一種具有奈米或次微米孔洞的管狀鋁陽極處理膜的製作方法，該具有奈米或次微米孔洞的管狀鋁陽極處理膜的結構圖如第1圖所示，其中(a)為平面結構圖、(b)為立體結構圖、包含：多孔性鋁陽極氧化膜11、13，鋁管12、12’、14、14，多孔性鋁陽極氧化膜具有使液體或氣體滲透或擴散的功能，鋁管具有機械性連接的功能。第2圖顯示具有氣(液)連接管之管狀鋁陽極處理膜結構圖，包含：多孔性鋁陽極氧化膜21、氣(液)體接頭22、22’、氣(液)體管23、23’，因此液體或氣體可以透過氣(液)體接頭與氣(液)體管在管狀鋁陽極氧化膜的內表面與外表面間進行滲透或擴散的作用。

蓋因，鋁陽極處理過程需要經過多道溶液的反應與清洗，為了能夠大量且快速的製作管狀鋁陽極處理薄膜，鋁陽極處理過程中需經過多道溶液反應與水洗的流程，包括：電解拋光液、陽極處理液、陽極膜去除液、鋁去除液、擴孔液、與水洗液，為了能夠方便的操作陽極處理流程，並且管理要液的品質，本專利也設計了一簡便型的鋁陽極處理薄膜製作流程規劃，包括：將批量化的鋁管置於掛架式的載具內，使批量化的鋁管進行後續的陽極處理、利用吊架來移動掛架載具，使載具可以在各水槽中進行反應與清洗。

第3圖顯示具有批次量產特性之陽極處理掛具，此掛具可以輔助管狀鋁陽極氧化膜進行量產，該掛具的結構包含不導電的治具座33，治具座下方具有複數個圓形孔洞，用以安置鋁管用、導電的電極板34，電擊板上具有複數個圓形孔洞，用以固定鋁管用、複數根治具座連接柱35，用以連接治具座與電極板、電極36，用以電解拋光或陽極處理時外加電壓(流)用、鋁管31插入電極板孔洞中並安置於治具座下方的圓形孔洞上、矽膠塞32，塞在鋁管下方，鋁管內通入水，使得鋁管在進行電解拋光或陽極處理時可以獲得冷卻用。

多孔性鋁陽極膜的顯微結構可根據陽極處理製程參數改變，例如，電壓、電解液成份、陽極處理時間的變化，達到控制奈米管的孔徑(5至500nm)、薄膜厚度(5至500μm)、管密度(10⁸至10¹¹管/cm²)，此規則性之奈米管結構將有效地發揮其大比表面積特性，並可提升載體的單位表面積，利用規則多孔性氧化鋁為載體的特點還包含有利於後續源轉換效率的準確計算與評估。半導體晶圓等級要求之高品質奈米管結構氧化鋁薄膜製程包含：機械研磨、應力消除、電解拋光、第一次陽極處理、移除陽極處理膜、第二次陽極處理、鋁管兩端樹脂保護、移除鋁基材、去除阻障層、與擴孔等10步驟。其詳細管狀結構鋁陽極膜製程如下：

(1)機械研磨：鋁或鋁合金管(10xx、20xx、30xx、40xx、50xx、60xx、70xx、80xx)或高純度5N(99.999%)鋁管經機械研磨至細號砂紙。

(2)應力消除：將鋁管置於大氣爐內進行應力消除的退火處理。

(3)電解拋光：將退火後之鋁管置於電解槽中進行電解拋光。

(4)第一次陽極處理：將電解拋光後之鋁管進行短時間的第一次陽極處理。

(5)移除陽極處理膜：移除第一次陽極處理膜，使鋁管表面上殘留規則性的圖樣(pattern)。

(6)第二次陽極處理：將表面具有規則性圖樣的鋁管進行長時間的第二次陽極處理。

(7)鋁管兩端樹脂保護：利用浸漬法將鋁管兩端依序浸漬至樹脂中，利用樹脂包護鋁管，使兩端鋁管不參與後續鋁移除液的反應。

(8)移除鋁基材：將鋁移除液通入鋁管內，移除受樹脂包護以外的鋁管基材，並獲得兩端具有鋁管接觸，且管中間部分不含鋁基材的半透明陽極處理薄膜。

(9)去除阻障層：將阻障層移除液通入鋁管內，移除管內的阻障層。

(10)擴孔：將管狀陽極處理膜浸漬在擴孔液中進行擴孔反應。

以下更詳細的說明管狀結構鋁陽極膜的製程參數：

(1)機械研磨：鋁或鋁合金管(10xx、20xx、30xx、40xx、50xx、60xx、70xx、80xx)或高純度5N(99.999%)鋁管經機械研磨至#2000號碳化矽(SiC)砂紙。

(2)應力消除：將鋁管置於大氣爐內進行應力消除的退火處理(550℃、1小時)。

(3)電解拋光：將退火後之鋁管置於電解槽中進行電解拋光，電解液的成份為15vol.% HClO₄+15vol.% CH₃(CH₂)₃OCH₂CH₂OH+70vol.% C₂H₆O，電解拋光條件為42伏特(V)、15℃、10分鐘。

(4)第一次陽極處理：將電解拋光後之鋁管進行短時間的第一次陽極處理，電解液的成份為磷酸(H₃PO₄)、草酸(C₂H₂O₄)、硫酸(H₂SO₄)、或以上所述酸之混酸水溶液，陽極處理條件為5~300伏特、-10~40℃、5~200分鐘。

(5)移除陽極處理膜：移除第一次陽極處理膜，使鋁管表面上殘留規則性的圖樣(pattern)，移除液成份為1.8wt.%鉻酸(CrO₃)+6vol.%磷酸(H₃PO₄)，操作條件為：將陽極處理後之鋁管材浸漬於移除液中40~90℃、10~360分鐘。

(6)第二次陽極處理：將表面具有規則性圖樣的鋁管進行長時間的第二次陽極處理，電解液的成份為磷酸(H₃PO₄)、草酸(C₂H₂O₄)、硫酸(H₂SO₄)、或以上所述酸之混酸水溶液，陽極處理條件為5~300伏特、-10~40℃、5~200分鐘。

(7)鋁管兩端樹脂保護：利用浸漬法將鋁管兩端依序浸漬至樹脂中，利用樹脂包護鋁管，使兩端鋁管不參與後續鋁移除液的反應，操作條件為：將鋁管的一端浸漬在樹脂溶液中，取出乾燥後，再將另一端鋁管浸漬在樹脂溶液中，並取出乾燥。

(8)移除鋁基材：將鋁移除液通入鋁管內，移除受樹脂包護以外的鋁管基材，並獲得兩端具有鋁管接觸，且管中間部分不含鋁基材的半透明陽極處理薄膜，移除液成份為8vol.%鹽酸(HCl)+20wt.%氯化銅(Cul₂)的水溶液，操作條件為：將陽極處理後之鋁材浸漬於移除液中25℃、2~60分鐘。

(9)去除阻障層：將阻障層移除液通入鋁管內，移除管內的阻障層，阻障層移除液為5vol.%的磷酸水溶液中，25℃、0.1~5小時。

(10)擴孔：將管狀陽極處理膜浸漬在擴孔液中進行擴孔反應，擴孔液為5vol.%的磷酸水溶液中，25℃、0.1~2小時。

鋁陽極膜的顯微結構示意圖如圖4、5、6所示，其中第4圖為含有鋁基材之管狀鋁陽極處理膜結構圖；(a)立體圖、(b)局部放大圖。第5圖為去除鋁基材後之管狀鋁陽極處理膜結構圖；(a)立體圖、(b)局部放大圖。第6圖為去除鋁基材與阻障層後之管狀鋁陽極處理膜結構圖；(a)立體圖、(b)局部放大圖。鋁基材41、44、鋁陽極處理膜表面42、46、51、54、61、64、鋁陽極處理膜側面43、47、52、55、63、66、阻障層45、53、56、鋁陽極處理膜底面62、65。圖4(a)與(b)顯示具有規則性孔洞的鋁陽極膜成長於鋁基材表面上，陽極膜的側面影像為直通管，管末端為半球形之封閉性的阻障層，陽極膜於形成之初為六角型管狀，其乃陽極膜形成時因彼此之間的互相推擠而達應力平衡所致，隨著陽極處理時間的增長，較早形成的AAO受到電解液蝕刻後形成圓形管。圖5(a)與(b)顯示將鋁基材移除後可獲得獨立的鋁陽極膜，陽極膜管末端為明顯的半球形封閉性的阻障層，此阻障層的存在將影響氣流在陽極管內的流通。圖6(a)與(b)顯示將阻障層移除後可得雙邊開口陽極管，陽極膜的結構則是由連續性的管壁支撐著，此具有兩端開口的陽極管將有利於微小的氣流在陽極管內流通。

第7、8、9圖管狀鋁陽極處理膜樣品的實際照片；第7圖 鋁材與鋁陽極處理實際照片；(a)鋁管、(b)表面經過電解拋光後的鋁管、(c)表面經過陽極處理後的鋁管、(d)局部鋁基材去除後的陽極處理鋁管。第8圖管狀鋁陽極處理膜實際照片。第9圖 管狀鋁陽極處理膜之應用實際照片；(a)具有氣(液)連接管之管狀鋁陽極處理膜、(b)管內裝有水之管狀鋁陽極處理膜，管內的水可經由多孔性陽極膜的特性滲透至管外、(c)管內裝有紅墨水之管狀鋁陽極處理膜，管內的紅墨水可經由多孔性陽極膜的特性滲透至管外。

第10、11圖管狀鋁陽極處理膜樣品的顯微影像；第10圖 利用6061鋁材製作的鋁陽極處理膜顯微結構；(a)背面顯微影像、(b)正面顯微影像。第11圖 利用高純度鋁材製作的鋁陽極處理膜顯微結構；(a)背面顯微影像、(b)正面顯微影像。比較第10與11圖的顯微影像，陽極處理膜的孔洞結構在由純鋁管表面生成相較於在6061鋁管表面生成，有較佳的孔洞排列情形。

以下，茲使用第1圖~第11圖來詳細說明本發明相關之一種具有奈米或次微米孔洞的管狀鋁陽極處理膜的製作方法之各實施例。此外，在圖面的說明中，同一要素或具有同一機能的要素係使用同一符號，並省略重複的說明。

鋁陽極處理膜的製作技術在許多的學術或研究單位中乃是屬於成熟的研發技術，然而目前鋁陽極膜在推廣至產業界或更進一步的應用之前仍需克服多項實際的工程技術問題，包括：大面積、高厚度、大孔徑、與薄膜成長速率等困難點，隨著鋁陽極膜反應面積的增大陽極處理時的放熱量也隨之增加，因此大大地增加鋁陽極膜燒毀的現象，大孔徑鋁陽極膜需在高電壓且低溫的條件下成長，然而局部熱的產生卻是常常使得鋁陽極膜薄膜燒毀，由低溫陽極處理使得鋁陽極膜薄膜的成長速率僅略高於溶解速率，因此不易獲得較高厚度的鋁陽極薄膜。蓋因大面積具有實際科學與工業應用價值，高厚度具有較佳的薄膜機械強度，大孔徑具有與目前之次微米技術直接接合的特點，高的薄膜成長速率可縮短陽極處理時間。本專利目前已成功地克服鋁陽極膜在應用上的困難點包括：非平面式薄膜(管狀)、大面積、高厚度、大孔徑、與薄膜成長速率等。

【實施例1】

此範例將表面經過機械研磨後的鋁管進行電解拋光。

電解拋光的條件為：5~20%過氯酸(HClO₄)+5~20%單丁醚乙二脂(CH₃(CH₂)₃OCH₂CH₂OH)+85~95%乙醇(C₂H₆O)，電解液溫度為2~40℃，電解電壓為5~50伏特，電解拋光時間為1~10分鐘，較佳的電解拋光操作條件為15%過氯酸(HClO₄)+15%單丁醚乙二脂(CH₃(CH₂)₃OCH₂CH₂OH)+70%乙醇(C₂H₆O)，電解液溫度為25℃，電解電壓為40伏特，電解拋光時間為10分鐘。

【實施例2】

此範例將表面經過電解拋光後的鋁管進行第陽極處理。陽極處理的電解液主要以1~15vol.%硫酸、0.5~5vol.%磷酸、或0.5~8wt.%草酸為主，或是利用以上所述的酸進一步調配成混酸溶液。

利用10vol.%硫酸水溶液為電解液、外加40伏特直流電壓、陽極處理時間1~80小時、電解液溫度為10℃、可使金屬鋁管表面反應產生半透明的氧化鋁薄膜，再利用飽和氯化銅溶液將殘留的鋁基材移除後可得多孔性透明的氧化鋁薄膜，進一步利用5vol.%磷酸將附著於氧化鋁薄膜表面的阻障層去除與擴孔可的雙邊管道通孔的多孔性(結構性)鋁陽極處理膜，其陽極氧化鋁膜具有孔徑為5~30nm、孔密度為10¹⁰~10¹¹孔/cm²、膜厚為5~500μm的顯微結構。

【實施例3】

此範例將表面經過電解拋光後的鋁管進行第陽極處理。

陽極處理的電解液主要以硫酸、磷酸、或草酸為主。利用3wt.%草酸水溶液為電解液、外加40伏特直流電壓、陽極處理時間1~100小時、電解液溫度為1℃、可使金屬鋁管表面反應產生半透明的氧化鋁薄膜，再利用飽和氯化銅溶液將殘留的鋁基材移除後可得多孔性透明的氧化鋁薄膜，進一步利用5vol.%磷酸將附著於氧化鋁薄膜表面的阻障層去除與擴孔可的雙邊管道通孔的多孔性(結構性)鋁陽極處理膜，其陽極氧化鋁膜具有孔徑為40~100nm、孔密度為10⁹~10¹⁰孔/cm²、膜厚為5~500μm的顯微結構。

【實施例4】

此範例將表面經過電解拋光後的鋁管進行第陽極處理。

陽極處理的電解液主要以硫酸、磷酸、或草酸為主。利用1.5vol.%磷酸水溶液為電解液、外加200伏特直流電壓、陽極處理時間1~200小時、電解液溫度為-4℃、可使金屬鋁管表面反應產生半透明的氧化鋁薄膜，再利用飽和氯化銅溶液將殘留的鋁基材移除後可得多孔性透明的氧化鋁薄膜，進一步利用5vol.%磷酸將附著於氧化鋁薄膜表面的阻障層去除與擴孔可的雙邊管道通孔的多孔性(結構性)鋁陽極處理膜，其陽極氧化鋁膜具有孔徑為200~500nm、孔密度為10⁸~10⁹孔/cm²、膜厚為5~500μm的顯微結構。

11、13、21‧‧‧多孔性鋁陽極氧化膜

12、12’、14、14’、31‧‧‧鋁管

22、22’‧‧‧氣(液)體接頭

23、23’‧‧‧氣(液)體管

32‧‧‧矽膠塞

33‧‧‧治具座

34‧‧‧電極板

35‧‧‧治具座連接柱

36‧‧‧電極

41、44‧‧‧鋁基材

42、46、51、54、61、64‧‧‧鋁陽極處理膜表面

43、47、52、55、63、66‧‧‧鋁陽極處理膜側面

45、53、56‧‧‧阻障層

62、65‧‧‧鋁陽極處理膜底面

第1圖 具有奈米或次微米孔洞的管狀鋁陽極處理膜結構圖；(a)平面結構圖、(b)立體結構圖。

第2圖 具有氣(液)連接管之管狀鋁陽極處理膜結構圖。

第3圖 具有批次量產特性之陽極處理掛具。

第4圖 含有鋁基材之管狀鋁陽極處理膜結構圖；(a)立體圖、(b)局部放大圖。

第5圖 去除鋁基材後之管狀鋁陽極處理膜結構圖；(a)立體圖、(b)局部放大圖。

第6圖 去除鋁基材與阻障層後之管狀鋁陽極處理膜結構圖；(a)立體圖、(b)局部放大圖。

第7圖 鋁材與鋁陽極處理實際照片；(a)鋁管、(b)表面經過電解拋光後的鋁管、(c)表面經過陽極處理後的鋁管、(d)局部鋁基材去除後的陽極處理鋁管。

第8圖 管狀鋁陽極處理膜實際照片。

第9圖 管狀鋁陽極處理膜之應用實際照片；(a)具有氣(液)連接管之管狀鋁陽極處理膜、(b)管內裝有水之管狀鋁陽極處理膜、(c)管內裝有紅墨水之管狀鋁陽極處理膜。

第10圖利用6061鋁材製作的鋁陽極處理膜顯微結構；(a)背面顯微影像、(b)正面顯微影像。

第11圖利用高純度鋁材製作的鋁陽極處理膜顯微結構；(a)背面顯微影像、(b)正面顯微影像。

Claims

一種具有奈米或次微米孔洞的管狀鋁陽極處理膜的製作方法，包含：以純鋁或鋁合金管為基材，經過機械研磨、應力消除、電解拋光、第一次陽極處理、移除陽極處理膜、第二次陽極處理、鋁管兩端樹脂保護、移除鋁基材、去除阻障層、與擴孔步驟，其中陽極處理膜僅成長於鋁管外部，並且在鋁管內部通入一冷卻水，用以移除電解拋光或陽極處理過程中所產生的熱量。
如請求項1之一種具有奈米或次微米孔洞的管狀鋁陽極處理膜的製作方法，其中，鋁合金管材為10xx、20xx、30xx、40xx、50xx、60xx、70xx、或80xx系列之鋁材。
如請求項1之一種具有奈米或次微米孔洞的管狀鋁陽極處理膜的製作方法，其中，陽極處理過程中所用的溶液選自硫酸、磷酸、草酸，或是利用以上所述的酸進一步調配成混酸溶液。
如請求項1之一種具有奈米或次微米孔洞的管狀鋁陽極處理膜的製作方法，其中，可利用掛具輔助進行單次複數根鋁管的陽極處理。
如請求項1之一種具有奈米或次微米孔洞的管狀鋁陽極處理膜的製作方法，其中，第一次陽極處理與第二次陽極處理過程中鋁管內部無陽極處理膜形成。
如請求項1之一種具有奈米或次微米孔洞的管狀鋁陽極處理膜的製作方法，其中，經過移除鋁基材步驟後，鋁管中間部分僅殘留鋁陽極膜，管的兩端仍保有鋁管。
如請求項1之一種具有奈米或次微米孔洞的管狀鋁陽極處理膜的製作方法，其中，在電解拋光或陽極處理過程中鋁管下端塞有一矽膠。
如請求項1之一種具有奈米或次微米孔洞的管狀鋁陽極處理膜的製作方法，其中，鋁陽極處理膜具有奈米或次微米孔洞結構。
如請求項1之一種具有奈米或次微米孔洞的管狀鋁陽極處理膜的製作方法，其中，液體或氣體可在該管狀鋁陽極處理膜內進行滲透或擴散作用。