一種高度有序多孔陽極氧化膜的制備方法
【專利摘要】本發明公開了一種高度有序多孔陽極氧化膜的制備方法，包括預處理和陽極氧化。陽極氧化是將預處理后的純鋁放入電解液中，在?20～20℃的溫度下、80～120V的電壓下陽極氧化1～4h。電解液為含有磷酸與鈷鹽的水溶液，每升電解液中含有0.1～0.6mol的磷酸以及0.1～0.8g的鈷鹽。鈷鹽為Co(NO3)2·6H2O、CoCO3、(NH4)2Co(SO4)2·6H2O、CoSO4·7H2O以及CoC2O4中的一種。本發明的制備方法只需進行一次陽極氧化且無需電化學拋光以及拋光后的處理，這樣大大縮短了工藝流程，提高了生產效率，十分適合工業化大生產，而且得到的多孔陽極氧化膜的孔徑分布均勻，具有高度的有序性。
【專利說明】-種高度有序多孔陽極氧化膜的制備方法
[0001 ] 本申請是申請號為201410220482.1，申請日為2014年5月22日，發明創造名稱為 "高度有序多孔陽極氧化膜的制備方法"的發明專利申請的分案申請。
技術領域
[0002] 本發明屬于金屬表面處理技術領域，具體設及一種高度有序多孔陽極氧化膜的制 備方法。
【背景技術】
[0003] 多孔陽極氧化侶膜(AA0)是通過電化學氧化的方法在純侶表面形成具有高度規整 孔結構的氧化侶薄膜。其膜結構為六角形緊密堆積的柱形胞膜，每個胞膜的中屯、都有一個 納米級微孔。
[0004] 多孔陽極氧化侶膜是熱和電的良好絕緣體，具有硬度高、耐磨性好等特點;有很好 的耐蝕性，其抗蝕能力決定于膜層厚度、組成、孔隙率W及基體材料的合金成分;與基體金 屬的結合力也很強，即使膜層隨基體彎曲至斷裂，膜層仍可與基體金屬保持著良好的結合。
[0005] 隨著人們對多孔陽極氧化侶膜獨特微觀結構和特殊性能的認識，多孔陽極氧化侶 膜逐漸被廣泛應用于催化、磁性記錄材料、光學及光電元件、抗菌膜、分離膜材料、傳感器等 諸多功能性領域，成為各國學者研究的熱點。
[0006] 目前，多孔陽極氧化侶膜的制備主要采用的是兩步陽極氧化法(如中國專利文獻 〔化6092834、〔化010076454、〔化011397304等），即先對侶材進行預處理，然后在酸性電解液 中進行首次氧化，氧化時間通常為Ih~化，接著通過化學腐蝕除去首次氧化產生的氧化膜， 最后再在酸性電解液中進行二次氧化，氧化時間通常為化~12h，得到多孔陽極氧化侶膜。 其中預處理主要包括清洗和電化學拋光，電化學拋光的主要作用在于獲得較平整的表面， 從而有利于陽極氧化后得到尺寸和分布更為均勻的多孔陣列膜。電化學拋光采用的溶液均 是由無水乙醇和高氯酸按照一定的體積比組成。該方法的缺點在于：（0陽極氧化時間較 長，從而導致生產周期；（2)首次氧化產生的氧化膜有序度較差，從而影響最終得到的多孔 陽極氧化侶膜的有序度。
[0007] 中國專利文獻CN103225096A公開了一種多孔陽極氧化侶膜的制備方法，包括預處 理、電化學拋光、去除電化學拋光形成的納米級多孔膜層、陽極氧化W及清洗和烘干。其中 陽極氧化采用的電解液為〇.2mol/L~0.6mol/L憐酸水溶液。該文獻的不足在于：（1)雖然也 只進行一次陽極氧化，但是在氧化之前需要進行電化學拋光W及處理液除膜，因此工藝流 程仍然較長，不適合工業化大生產。（2)采用含銘溶液進行除膜，對環境和人體有較大危害。 (3)在憐酸水溶液中進行陽極氧化效果不佳，最終得到的多孔陽極氧化侶膜孔徑分布較寬， 有序度較差。
【發明內容】
[000引本發明的目的在于解決上述問題，提供一種陽極氧化效果較好且工藝流程較短、 適合工業化大生產的高度有序多孔陽極氧化膜的制備方法。
[0009] 實現本發明目的的技術方案是:一種高度有序多孔陽極氧化膜的制備方法，包括 預處理和陽極氧化;所述的陽極氧化是將預處理后的純侶放入電解液中，在-20~20°C的溫 度下、80~120V的電壓下陽極氧化1~4h;所述的電解液為含有憐酸與鉆鹽的水溶液，每升 電解液中含有0.1~0.6mo 1的憐酸W及0.1~0.8g的鉆鹽。
[0010] 所述的鉆鹽為(：〇(肋3)2.6出0、(：〇(：03、（畑4)2(：〇(504)2.6出0、(：〇504.7出0^及 COC204中的一種。
[0011] 所述的預處理是先將純侶用無水乙醇浸泡1~5min，然后置于30~80°C的氨氧化 鋼溶液中除去表面的天然氧化層，接著取出后立即置于硝酸溶液中進行酸堿中和反應5~ 30s〇
[0012] 所述的氨氧化鋼溶液的濃度為1~3mo 1 /L。
[0013] 所述硝酸溶液的濃度為1~3mol/L。
[0014] 本發明具有積極的效果：（1)本發明的方法在憐酸水溶液中加入少量鉆鹽組成電 解液，采用該電解液只需進行一次陽極氧化且無需電化學拋光W及拋光后的處理，運樣大 大縮短了工藝流程，提高了生產效率，十分適合工業化大生產。（2)本發明的方法得到的多 孔陽極氧化膜的孔徑分布均勻，具有高度的有序性，陽極氧化效果明顯優于現有技術。（3) 本發明的方法還可W根據具體需要制備相應孔徑的陽極氧化膜，具有孔徑大小可調的優 點。
【附圖說明】
[0015] 圖1為實施例1制得的高度有序多孔陽極氧化膜表面的掃描電鏡圖。
[0016] 圖2為實施例1制得的高度有序多孔陽極氧化膜的孔徑分布圖。
【具體實施方式】
[0017] (實施例1) 本實施例的高度有序多孔陽極氧化膜的制備方法如下： ①預處理:先將純侶在無水乙醇中浸泡3min，W除去純侶表面的有機物，然后取出用清 水洗凈，并置于50°C濃度為2mol/L的氨氧化鋼溶液中處理20s，W除去純侶表面的天然氧化 層，接著取出后立即置于濃度為2mol/L的硝酸溶液中進行進行酸堿中和反應20s，最后取出 后用清水洗凈、烘干。
[001引②配制電解液:將0.6g的CoS04 ? 7此0加入到300mL濃度為Imol/L的憐酸溶液中溶 解，并加水補足1L，得到電解液。
[0019] ③陽極氧化:將經步驟①預處理后的純侶放入到步驟②配制的電解液中進行陽極 氧化，氧化電壓為90V，氧化時間為1.化，陽極氧化過程中通過循環冷卻水將氧化溫度控制 在 10°C。
[0020] ④陽極氧化處理后，用清水超聲清洗5min，熱風烘干，即得高度有序多孔陽極氧化 膜。
[0021] 本實施例制得的高度有序多孔陽極氧化膜的掃描電鏡圖見圖1，孔徑分布圖見圖 2。
[0022] 由圖1和圖2可W看出：本實施例制得的多孔陽極氧化膜孔徑分布均勻，具有高度 的有序性。
[0023] (實施例2~實施例5) 各實施例的制備方法與實施例1基本相同，不同之處在于見表1。
[0024] 表 1
【主權項】
1. 一種高度有序多孔陽極氧化膜的制備方法，具體如下； ① 預處理:先將純鋁在無水乙醇中浸泡3min，以除去純鋁表面的有機物，然后取出用清 水洗凈，并置于50°C濃度為2mol/L的氫氧化鈉溶液中處理20s，以除去純鋁表面的天然氧化 層，接著取出后立即置于濃度為2mol/L的硝酸溶液中進行進行酸堿中和反應20s，最后取出 后用清水洗凈、烘干； ② 配制電解液:將〇.6g的CoS〇4 · 7H20加入到300mL濃度為lmol/L的磷酸溶液中溶解，并 加水補足1L，得到電解液； ③ 陽極氧化:將經步驟①預處理后的純鋁放入到步驟②配制的電解液中進行陽極氧 化，氧化電壓為90V，氧化時間為1.5h，陽極氧化過程中通過循環冷卻水將氧化溫度控制在 10°C； ④ 陽極氧化處理后，用清水超聲清洗5min，熱風烘干，即得高度有序多孔陽極氧化膜。
【文檔編號】C25D11/08GK106048688SQ201610597073
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2014年5月22日 公開號201610597073.2, CN 106048688 A, CN 106048688A, CN 201610597073, CN-A-106048688, CN106048688 A, CN106048688A, CN201610597073, CN201610597073.2
【發明人】馬迪, 李樹白, 徐龍貴, 袁樹龍
【申請人】江蘇理工學院