纳米多孔氧化铝的制备及其润湿性研究

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金属熔体与固体之间的润湿是材料制备加工过程中的一种常见的物理化学现象,在很大程度上决定了材料制备的可能性和材料最终的使用性能。本文选择熔体与纳米多孔阳极氧化铝(anodic aluminum oxide,AAO)的润湿行为作为研究对象,主要开展了以下工作:  采用两步阳极氧化法制备了纳米多孔氧化铝,研究了电解液的种类、氧化电压、氧化时间、氧化次数等条件对阳极氧化纳米多孔氧化铝孔洞的孔径、厚度及均匀度的影响。在Al基底制备出了孔径均匀,分布规则的纳米多孔阳极氧化铝薄膜。  研究了浸没于盐酸溶液的Ga滴与纳米多孔阳极氧化铝基底的电毛细效应诱导润湿行为。结果表明:对Ga滴施加正电势会促进Ga滴的润湿,而外加一定的负电势会增大Ga滴的润湿角。未施加电压时,HCl溶液/Ga滴/AAO润湿体系的润湿角随着盐酸溶液浓度的降低而减小。结合电毛细理论及Ga滴表面电荷密度的变化对上述结果进行了分析。  采用座滴法研究了高真空环境中液态金属Bi和SnZn合金与纳米多孔阳极氧化铝基底之间的电润湿性能。研究表明:在施加电压的起始阶段,金属液滴/AAO基底之间的接触角有一定幅度的减小(约10°左右)。随着外加电压的进一步增大,接触角无明显变化,当电压达到一定临界值后,金属液滴易出现滑动或破碎。结合电润湿机理及多孔AAO介质的性能对上述实验现象进行了分析。  以纳米多孔阳极氧化铝为模板,采用CrO3熔体浸渗及高温分解的方法制备了Cr2O3纳米线,由于CrO3熔体与AAO有好的润湿性,制备的Cr2O3纳米线排列均匀有序。
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