Синхронный мульти поверхности анодирования и лестниц как обратного смещения отряд анодное оксидов алюминия в серной и щавелевой кислоты электролит

Общая цель этой процедуры заключается в эффективном изготовлении анодных оксидов алюминия, или ААО, путем сочетания одновременного многоповерхностного анодирования с прямым отделением ААО, путем применения обратных смещений, подобных лестнице. Этот метод может помочь изменить ключевую проблему анодирования и внести свой вклад в разработку AAO для обычных технологических приложений. Основные преимущества этой процедуры заключаются в том, что она заключается в блаженстве, в эффективном использовании ресурсов, а также в том, что она позволяет избежать использования токсичных химических веществ, таких как дихлорид ртути.

Этот метод формирует ААО на всех открытых поверхностях или на алюминиевой подложке. После отделения ААО оставшаяся алюминиевая подложка может быть использована повторно, что позволяет изготавливать множество ААО из одного алюминиевого образца. Сначала вырежьте и отполируйте алюминиевый образец в параллелепипед.

Налейте 350 миллилитров четырехкратного раствора абсолютного этанола и 60% хлорной кислоты в стакан с двойной рубашкой, подключенный к термостату термостата. На основе макета алюминиевого образца отрегулируйте уровни раствора, чтобы 4/5 подложки было погружено. Установите температуру ванны чуть ниже семи градусов по Цельсию и начните пропускать циркулирующую среду через внешнюю часть стакана, помешивая.

Затем ультразвуковое воздействие на алюминиевый образец в ацетоне в течение 30-40 минут. Промойте основание ацетоном и деионизированной водой и тщательно просушите его под струей воздуха или газообразного азота. Зажмите сухую алюминиевую подложку и платиновую проволоку, чтобы электрод прошел через нее на расстоянии 40 миллиметров друг от друга на крышке электролитической ячейки.

Убедитесь, что платиновая проволока находится на одной линии с широкой поверхностью подложки. Как только раствор хлорной кислоты остынет, прекратите помешивать. Наденьте крышку на стакан, чтобы погрузить подложку и платиновую проволоку.

Подключите алюминиевый рабочий электрод к положительной клемме программируемого источника питания постоянного тока. Подсоедините платиновый счетчик электрода к отрицательной клемме. Подайте прямое смещение в 20 вольт на алюминиевый рабочий электрод по отношению к платиновому контрэлектроду в течение двух-четырех минут, в зависимости от состояния алюминиевой поверхности.

Следите за тем, чтобы остатки отслаивались и соскальзывали вниз в раствор хлорной кислоты. Когда электрополировка будет завершена, прекратите применение прямого смещения и отключите программируемый источник питания. Осторожно удалите алюминиевую подложку и платиновую проволоку из раствора.

Промойте субстрат 95% этанолом и деионизированной водой несколько раз, чтобы удалить остатки хлорной кислоты. Храните электрополированную подложку в 95% этаноле. Чтобы начать процесс изготовления AAO:Налейте 650 миллилитров 0,3 молярного раствора водной щавелевой кислоты в стакан с двойной рубашкой, соединенный с термостатом в низкотемпературной ванне.

На основе фиктивного алюминиевого образца отрегулируйте уровень раствора, чтобы 3/4 подложки было погружено. Установите температуру ванны чуть ниже 15 градусов по Цельсию и начните помешивать раствор. Тщательно просушите электрополированную алюминиевую подложку под потоком воздуха или газообразного азота.

Затем соедините сухую подложку и платиновую проволоку с крышкой электролитической ячейки на расстоянии 50 миллиметров друг от друга. Наденьте крышку на стакан и убедитесь, что платиновая проволока и алюминиевая подложка на 3/4 погружены в электролит щавелевой кислоты. Подсоедините положительную клемму к электрополированному алюминиевому рабочему электроду, а отрицательную — к платиновому счетчику.

Подайте анодное смещение с положительным напряжением 40 вольт на рабочий электрод по отношению к противоэлектроду в течение более трех часов, перемешивая со скоростью от 100 до 150 об/мин. Затем прекратите применять смещение и отсоедините зажимы. Аккуратно извлеките субстрат из раствора.

Промойте субстрат ацетоном и деионизированной водой несколько раз, чтобы удалить остатки щавелевой кислоты. После предварительного SMSA нагрейте водный раствор хромовой кислоты до 60-65 градусов Цельсия на горячей плите. Погрузите субстрат в этот раствор на один-два часа, чтобы удалить предварительные ААО.

Затем несколько раз промойте субстрат ацетоном и деионизированной водой. Используйте цифровой мультиметр для измерения сопротивления по всей подложке, чтобы убедиться в полном удалении изолирующих предварительных AAO. Далее установите подложку и платиновую проволоку на электролитическую крышку и погрузите их в ранее использованный электролит щавелевой кислоты.

Подключите электроды к программируемому источнику питания постоянного тока в той же конфигурации, что и предварительная SMSA. При перемешивании подайте анодное смещение положительного напряжения 40 вольт на алюминиевый рабочий электрод по отношению к платиновому контрэлектроду. Продолжайте применять анодное смещение, пока слой AAO не достигнет желаемой толщины.

После того, как основной SMSA будет завершен, прекратите применять смещение и перемешайте раствор. Подсоедините отрицательную клемму к алюминиевому электроду, а положительную — к платиновому электроду. Применяйте обратные смещения, подобные лестнице, и следите за краями и поверхностями алюминиевой подложки на предмет эффектов пузырей и отслоений.

Когда все ААО успешно отсоединились, о чем свидетельствует то, что ААО прикреплены только к подложке в верхней части, прекратите применение ААО и отключите источник питания. Снимите алюминиевую подложку с электролита, стараясь не повредить частично отсоединенные ААО. Аккуратно промойте субстрат и частично отделившиеся ААО ацетоном и деионизированной водой несколько раз.

Осторожно высушите пробу под струей воздуха или газообразного азота. С помощью бритвенного лезвия или стационарного режущего лезвия вручную отломите ААО от алюминиевой подложки. Поместите ААО в чашку Петри и храните их в эксикаторе.

Затем погрузите отделенную алюминиевую подложку AAO в теплый раствор хромовой кислоты на 30 минут, чтобы вытравить остаточный глинозем с его поверхности. Промойте и высушите протравленные подложки, как описано в текстовом протоколе. Повторите последовательность изготовления с той же алюминиевой подложкой, чтобы продолжить подготовку AAO в процессе обработки нескольких поверхностей по мере необходимости.

ААО были одновременно изготовлены из пяти поверхностей алюминиевой подложки, подвергшейся воздействию электролита. Этот процесс с несколькими поверхностями повторялся пять раз с одной и той же подложкой. Изображения сканирующей электронной микроскопии с открытыми порами и на стороне барьера показали одинаковые структуры и размеры для каждого ААО.

Данные о текущем времени были собраны во время предварительного SMSA, основного SMSA и ступеней обратного смещения, похожих на лестницу. Уровень тока постепенно снижался с увеличением времени приложения анодного напряжения для обоих АУР. Текущий уровень также снизился, так как количество последовательностей юнитов увеличилось.

Это было связано с уменьшением общей площади анодирования с каждым повторением, а также с накоплением механических напряжений, вызванных объемным расширением от анодного окисления на нескольких поверхностях. Анодные оксиды алюминия имеют ускоренное расположение на порах с относительно высоким аспектным отношением. Их применение включает в себя непористые шаблоны для одномерных структур, мембранные фильтры, маски для испарения или травления, а также другие стратегические искажения.

Традиционный метод изготовления ААО на алюминиевой моноповерхности не показал хорошего результата, особенно при двухступенчатых процедурах анодирования. ААО обычно отделяются от алюминиевой подложки путем воздействия на оставшийся алюминий токсичными химическими веществами, такими как дихлорид ртути. В этой методике используются более экологичные и эффективные методы, которые потенциально применимы для массового производства.

Лестничное отслоение с обратным смещением является значительным компенсационным синергизмом с многоповерхностным анодированием, чем обычная техника возмущения или постоянное обратное смещение. После освоения этого метода его можно адаптировать для изготовления ААО с различными функциями, предназначенными для конкретных приложений. Если она выполнена правильно.

Будущие направления включают в себя поиск правильного способа рассеивания ваших ударов, который мы позволяем применять к другим анодизациям, еще больше улучшая выход.