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通过阳极氧化方法制备的阳极氧化铝(Anodic aluminum oxide，AAO)薄膜分为壁垒型(Barrier anodic alumina membrane，BAAM)和多孔型(Porous anodic alumina membrane，PAAM)两种。有关PAAM的形成机理已经研究了50多年，传统理论认为“酸性场致溶解”是氧化膜表面孔洞产生和孔道发展的主要原因，但是“酸性场致溶解”理论对PAAM的六棱柱元胞和半球形底部结构无法做出合理解释。通常情况下，BAAM是在中性电解液中形成的，而PAAM是在酸性(如磷酸、草酸等)电解液中形成的，传统理论认为BAAM和PAAM的生长机制不同。铝在进行阳极氧化时，存在电解液／氧化物(E／Oxide)和氧化物／Al(Oxide／Al)两个界面，传统理论认为BAAM是在这两个界面同时生长的，而PAAM是在氧化物／Al界面上生长，而在电解液／氧化物界面发生“酸性场致溶解”导致孔洞的形成和加深。本课题研究了阳极氧化铝(AAO)的形成机制，认为PAAM和BAAM的形成有必然的内在联系。本文首先在壁垒型氧化膜的电解液中研究了BAAM的形成过程，而后又在多孔型的酸性电解液中研究了PAAM的形成过程，总结它们之间的区别和联系。最后将两种电解液混合，在这种混合的电解液中对铝阳极进行氧化，结果在BAAM中找到了类似PAAM的多孔孔道；铝在典型的多孔型电解液中阳极氧化得到了完全的BAAM，从实验事实上找到了BAAM与PAAM的内在联系。在此基础上，对PAAM提出了新的生长模型和形成机理：认为PAAM规则孔道是“氧气气泡模具效应(Oxygen bubble mould effect，OBME)”的结果，这个观点目前尚未见文献报道；PAAM孔壁的生长方式也不同于传统理论，对传统的“酸性场致溶解”理论进行了修正；对阳极氧化V-t曲线进行了全新的诠释；对传统理论难以解释的六棱柱的元胞结构、孔道底部半球形结构进行了合理解释，并找到了相应的实验证据；对近年来国内外研究十分热门的多孔型氧化膜“自组织过程”的本质进行了探讨。最后为了验证本文提出的“氧气气泡模具效应”，在不同气压下进行了对比验证；又通过添加合适的还原剂将氧气吸收，结果证明“氧气气泡模具效应”随之减弱或者消失。本文提出的“氧气气泡模具效应”对当今十分热门的其他多孔阳极氧化物(例如多孔氧化硅、多孔氧化钛、多孔氧化钽、多孔氧化锡等)形成机理的研究将有很大的启示。在PAAM中发现了有潜在应用价值的分段式孔道，为开发新型的氧化铝纳米模板和新型纳米功能材料打下了理论基础。