電子電流的產生和多孔陽極氧化鋁的形成機理.pdf

1、為探討多孔型陽極氧化鋁(Porous anodic alumina,PAA)形成機理，本文通過研究鋁陽極氧化過程中電流效率及氧化鋁的形成效率，探討了氧化膜內離子電流和電子電流轉化機制以及電子電流產生本質。同時，通過電壓-時間(V-t)曲線、掃描電子顯微鏡(SEM)等方法跟蹤了鋁陽極氧化過程、表征了氧化膜的形貌特征。
　　 本文首先在形成壁壘型陽極氧化鋁(Barrier anodic alumina,BAA)的電解液中，研究了BA

2、A的形成過程。結果發(fā)現(xiàn)BAA的形成過程分為閃火之前和閃火之后兩個階段。通過研究BAA在閃火前、后電流效率的變化，探討了閃火之后氧化膜內離子電流和電子電流的轉化機制，認為氧化膜內陰離子的解離是雪崩電子電流產生的本質。根據BAA形貌的SEM表征，證實氧氣析出是BAA閃火后孔洞形成本質。其次，本文在形成BAA的電解液中加入不同量的磷酸，當鋁在這種混合電解液中陽極氧化時，形成了“馬背形”V-t曲線和“三層結構”陽極氧化膜。通過對電流效率的研究表

3、明，在混合電解液中“馬背形”V-t曲線和“三層結構”陽極氧化膜是氧化膜內電子電流導致的。而后，本文研究了在PAA形成過程中，陽極氧化V-t曲線和電流效率大小，結合SEM表征分析，證實在PAA形成過程中最終穩(wěn)定電壓對應氧化膜底部阻擋層厚度，同時探討了PAA形成過程中離子電流和電子電流的轉化機制，分析認為離子電流用于氧化膜生長，電子電流用于氧氣析出，氧氣析出導致氧化膜內多孔孔道形成。最后，綜合分析鋁在三種不同類型電解液中的陽極氧化過程，提出