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阳极氧化铝膜具有一系列优越的性能,可满足多种多样的需求,被誉为一种万能的保护膜。调控得到不同形貌的氧化铝膜可具有不同性能的氧化铝膜,因此提高并拓宽氧化铝膜的应用范围已成为目前研究阳极氧化技术的一个焦点。本文采用阳极氧化法,通过改变电解液成分、氧化电压、氧化时间、反应温度等工艺参数调控了一系列形貌不同的氧化铝膜。利用X射线衍射仪(XRD)对样品的物相结构进行分析,利用扫描电子显微镜(SEM)观察样品的表面形貌。采用绝缘性能测试仪及接触角测试仪测试氧化铝膜的绝缘性能与超亲水性能。主要研究工作及研究结果如下:(1)系统研究有机溶剂乙二醇的添加对氧化铝膜表面形貌及其绝缘性能的影响。结果表明有机溶剂乙二醇的加入,可有效地调控氧化铝膜的表面形貌,得到致密型阳极氧化铝膜。随着有机溶剂乙二醇含量的增加,氧化铝膜的孔径和孔隙率呈现先减小后增大的趋势,当乙二醇添加含量为40 vol%时,氧化铝膜的致密度最高,此时氧化铝膜孔密度减少至6.5×109cm-2,孔隙率仅为1.0%。(2)测试草酸-乙二醇电解液体系中氧化铝膜的绝缘特性,结果表明致密型氧化铝膜的绝缘性能可得到较大的提高,其击穿电压可达44.8 V/μm,绝缘电阻率可达5.4×1013Ω·cm,相比于电解液中不含乙二醇所制得的样品,优化后的样品其绝缘电阻率与击穿场强分别提高了 84.3%与一个数量级。(3)在焦磷酸体系中研究了电解液浓度、氧化时间、电解液温度及氧化电压等实验参数对氧化铝膜表面形貌的影响。当焦磷酸浓度为70 wt.%时,可生成新型的氧化铝纳米纤维。延长反应时间,有利于氧化铝膜由多孔状向纳米纤维状转变;当反应温度为288-303 K,反应电压为30-50 V时,氧化反应能量适中时,可得到形貌较好的氧化铝纳米纤维;分析氧化铝纳米纤维的形成机理可知,氧化铝膜独特的六角结构与电解液对氧化铝膜的择优溶解是形成氧化铝纳米纤维的主要原因。(4)接触角测试表明氧化铝形貌对其表面亲水性有较大的影响。抛光铝基体表面的接触角为39.5°,多孔型氧化铝膜表面的接触角为16.5°至26.6°,表现出较差的亲水性能,而氧化铝纳米纤维的表面接触角接近于0°,呈现出较好的超亲水性。