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论文研究铝阳极氧化制备多孔氧化膜,和银盐着色工艺,制备载银抗菌功能膜。重点研究了多孔膜和抗菌膜的制备工艺和微观结构,通过对比传统低电流密度阳极氧化和高电流密度阳极氧化,创新性的提出了非线性阳极氧化法制备有序多孔膜的工艺和膜的形成机制,结合二次交流电解着色,提出了制备有效抗菌功能膜的工艺。
传统低电流密度阳极氧化方法制备多孔膜和着色处理制备抗菌膜,虽然抗菌性能实验证明着色膜具有抗菌效果,但是着色膜在存放过程中出现表面发黑,光照变色的问题,而且传统的阳极氧化方法制备多孔氧化膜生产效率低,膜孔排列无序,并进一步影响氧化膜着色质量,不能用于制备抗菌功能膜。研究高电流密度恒流阳极氧化发现,在室温下应用70或100mA·cm-2的阳极氧化方法,能够制备表面光洁,膜孔排列有序的多孔氧化膜;在电流密度为150mA·cm-2的氧化条件下,氧化膜的表面出现了分形的结构。高电流密度恒流阳极氧化过程中产生大量氧气,生成的有序多孔膜的生长速率为1-3μm/min,同时氧化膜生长过程表现了非线性的特征。
依据新的实验现象,提出了非线性阳极氧化的概念,结合非线性现象和耗散结构产生的原理,分析了铝的阳极氧化过程中的非线性相互作用和氧气产生反应的自催化过程,提出了高电流密度下阳极氧化的成膜机理。在应用微观分析手段部分地证明了氧化膜的形成机理的基础上,提出了水平阳极氧化的方法制备具有更好有序结构氧化膜的阳极氧化工艺。在胶体溶液中实验高电流密度阳极氧化,证明了氧化机理中所提出的气体辅助成膜的假设,并制备了氧化硅多孔膜。
应用工频交流电二次电解着色的处理工艺,制备了色泽稳定,颜色多样的抗菌功能膜。通过抗菌实验和抗菌剂释放定量测试实验,证明所制备的着色膜具有至少18个月的抗菌功能。抗菌膜的表面硬度和电化学极化曲线的实验,证明这种抗菌膜具有可应用的前景。