Anodisk aluminiumoxid refererer til en aluminiumoverflade, der er behandlet med elektrokemisk anodisering, hvilket giver en us\u00e6dvanlig holdbar og korrosionsbestandig finish, der aldrig skrider, skaller eller flager - tre gange h\u00e5rdere end standardaluminium og 60% lettere!<\/p>\n
Denne artikel vil dykke ned i de grundl\u00e6ggende principper og anvendelser af por\u00f8st anodisk aluminiumoxid, herunder som en skabelon til dyrkning af nanotr\u00e5de og nanor\u00f8r for at producere metamaterialer med unikke egenskaber.<\/p>\n
Anodisk por\u00f8s aluminiumoxid (NPA), ogs\u00e5 kaldet nanopor\u00f8s anodiseret aluminiumoxid (NAA), er et sp\u00e6ndende materiale med forskellige anvendelsesmuligheder p\u00e5 grund af dets ordnede og t\u00e6tte por\u00f8se strukturer med porer i st\u00f8rrelsesordenen nanometer i diameter. Disse porer har skabt nye muligheder inden for omr\u00e5der som strukturel farvning og fotonik, samtidig med at de fungerer som skabeloner til at skabe materialer som nanotr\u00e5de eller nanor\u00f8r til udvikling af metamaterialer med skr\u00e6ddersyede egenskaber.<\/p>\n
Der forskes fortsat i de n\u00f8jagtige mekanismer, hvormed disse strukturer dannes, med s\u00e6rlig interesse for anodisk aluminiumoxid. Det involverer b\u00e5de kemiske og elektrokemiske reaktioner, hvor f\u00f8rstn\u00e6vnte omfatter direkte indspr\u00f8jtning af aluminiumioner i en elektrolytopl\u00f8sning, mens den elektriske modpart finder sted i revner i oxidlaget; sammens\u00e6tningen af elektrolytopl\u00f8sningen og det anvendte anodiseringspotentiale er n\u00f8glefaktorer, n\u00e5r det kommer til revnernes st\u00f8rrelse.<\/p>\n
N\u00e5r der er dannet revner, kan aluminiumioner, der kastes ud i elektrolytten, interagere med hinanden og skabe selvorganiserede por\u00f8se strukturer, der afh\u00e6nger af anodiseringspotentialet og elektrolyttypen; deres st\u00f8rrelse og form afh\u00e6nger af faktorer som anodiseringspotentialet samt tilstedev\u00e6relsen\/frav\u00e6ret af barrierelag.<\/p>\n
Som vist nedenfor udvider porerne sig, n\u00e5r h\u00f8je elektriske ladninger passerer gennem et anodiseret substrat, mens afstanden mellem porerne mindskes, hvilket f\u00f8rer til sekskantede porer\u00e6kker, som det ses her; selv om lignende r\u00e6kker kunne have andre former som rektangul\u00e6re eller kvadratiske strukturer.<\/p>\n
Porernes morfologi afh\u00e6nger af deres oprindelige placering som pr\u00e6-m\u00f8nstrede konkave huller p\u00e5 en anodisk aluminiumoxidoverflade og deres indbyrdes poreafstande. Hvis man bruger grafitgitterm\u00f8nstre med 300 nm afstand mellem porerne, udvikler oxidv\u00e6ggene trekantede former, mens honeycomb-gitterm\u00f8nstre med 500 nm afstand mellem porerne giver diamantformede porer; i sidste ende p\u00e5virker denne form lystransmission og spredningsegenskaber af anodiske aluminiumoxidoverflader.<\/p>\n
Siden Masuda og Moskovits' arbejde er por\u00f8s anodisk aluminiumoxid (AAO) blevet en attraktiv nanofabrikationsplatform til forskning inden for mange omr\u00e5der. AAO-nanotemplates er blevet brugt til at fremstille materialer med specifikke egenskaber inden for magnetisme, termoelektricitet og termoelektricitet med reducerede dimensioner; AAO kan let modificeres til at fremstille forskellige morfologier s\u00e5som forgrenede strukturer, modulerede eller tredimensionelle nanopor\u00f8se strukturer.<\/p>\n
AAOs' morfologiske egenskaber bestemmes af b\u00e5de barrierelaget og det anodiske potentiale. Barrierelaget p\u00e5virker, hvor hurtigt aluminium afgiver sine ioner til opl\u00f8sningen, mens det anodiske potentiale p\u00e5virker, hvor hurtigt porerne vokser - deres st\u00f8rrelse afh\u00e6nger af det anvendte anodiske potentiale, temperaturen, elektrolytsammens\u00e6tningen og fors\u00f8gsbetingelserne.<\/p>\n
Generelt g\u00e6lder det, at jo st\u00f8rre og t\u00e6ttere porediametrene og afstandene mellem porerne er, jo hurtigere dannes der anodisk oxid. Det skal dog ogs\u00e5 tages i betragtning, at deres st\u00f8rrelse ogs\u00e5 kan afh\u00e6nge af faktorer som overfladekemi, der kan kontrolleres gennem kemisk \u00e6tsning eller brug af anodiske forstadier.<\/p>\n
Desuden skal det understreges, at porearrangementet ikke kun bestemmes af formen p\u00e5 en indrykket grube, men ogs\u00e5 p\u00e5virkes af de indledende pr\u00e6-m\u00f8nstrede konkave grubearrangementer p\u00e5 et substrat. N\u00e5r man f.eks. bruger FIB-m\u00f8nstre af konkaviteter med 300 nm afstand mellem porerne p\u00e5 et Al-substrat, opst\u00e5r der trekantede og rektangul\u00e6re oxidv\u00e6gge efter anodisering (fig. 14a-14c).<\/p>\n
Ved oxid\/elektrolyt-gr\u00e6nsefladen spiller oxalat-arter en vigtig rolle i dannelsen af AAO. N\u00e5r de kombineres med Al3+-ioner, der udst\u00f8des fra porerne under MA-betingelser, reagerer disse oxalat-ioner med dem og danner vandmolekyler, som reducerer barrierelagets modstand og letter yderligere v\u00e6kst af porematrixstrukturer. I mods\u00e6tning hertil resulterer ikke-por\u00f8s aluminiumoxiddannelse under HA-betingelser med h\u00f8jere modstand i barrierelaget p\u00e5 grund af stress for\u00e5rsaget af volumenudvidelse ved metal\/oxid-gr\u00e6nsefladen.<\/p>\n
Fremstilling af por\u00f8s aluminiumoxid kr\u00e6ver anodisering af aluminium i sure elektrolytter. Denne proces indeb\u00e6rer, at iltioner vandrer fra opl\u00f8sning til metaloverflader og skaber et isolerende oxidbarrierelag p\u00e5 grund af h\u00f8j elektrisk modstand; kun en lille str\u00f8m kan passere gennem det, samtidig med at det virker isolerende og stopper yderligere overfladefordampning.<\/p>\n
Temperatur, elektrolytsammens\u00e6tning og anvendt potentiale under anodisering spiller alle en vigtig rolle i at producere forskellige porest\u00f8rrelser; deres strukturelle parametre er diameteren og afstanden mellem porerne. For at skabe en mere ensartet struktur af porer kan pulsanodisering give.<\/p>\n
Ved denne teknik afbrydes anodiseringen efter en vis tid og genstartes ved et h\u00f8jere potentiale, hvilket \u00f8ger anodiseringstiden og giver tykkere og mere por\u00f8se aluminiumoxidfilm.<\/p>\n
Pulsanodisering kan ogs\u00e5 bruges til at producere forgrenede eller modulerede porer ved at \u00e6ndre anodiseringsbetingelserne mellem MA og HA i specifikke sekvenser og \u00e6ndre pulsvarigheden, hvilket producerer porer med flere diametre og h\u00f8je grader af orden.<\/p>\n
Ved at \u00e6ndre pH-v\u00e6rdien i anodiseringsopl\u00f8sninger kan man \u00e6ndre porest\u00f8rrelsesfordelingen. Det er muligt ved at \u00f8ge eller mindske koncentrationen af oxalatarter i en elektrolyt; omvendt skal der v\u00e6re f\u00e6rre arter til stede i en elektrolytopl\u00f8sning for at f\u00e5 mindre porer.<\/p>\n
Et andet trin i \u00e6ndringen af porestrukturerne er den selektive \u00e6tsningsproces. Den kan udf\u00f8res efter anodisering i en opl\u00f8sning, der indeholder fosforsyre, og resulterer i en 3D-por\u00f8s aluminiumoxidmembran med velordnede porer, selv hvis der blev brugt MA-betingelser under anodiseringen, hvilket g\u00f8r denne metode s\u00e6rligt velegnet til anvendelser, hvor man bruger natriumdamp-gadelygter som gasbeholdere.<\/p>\n
Por\u00f8st anodisk aluminiumoxid har tiltrukket sig stor forskningsinteresse i de seneste \u00e5rtier p\u00e5 grund af dets bem\u00e6rkelsesv\u00e6rdige fysiske, kemiske og optiske egenskaber. S\u00e6rligt imponerende er strukturer, der best\u00e5r af funktioner i nanometerskala af dette anodiske materiale til design af optiske enheder som fotoniske krystaller eller lasere.<\/p>\n
Dannelsen af komplekse morfologier bestemmes af elektrokemiske reaktioner, der forekommer ved b\u00e5de metal\/elektrolyt-gr\u00e6nsefladen og oxid\/elektrolyt-gr\u00e6nsefladen, hvor et elektrisk felt, der genereres over et barrierelag, for\u00e5rsager opl\u00f8sning af oxid, frigivelse af Al3+-ioner, volumenudvidelse ved metal\/oxid-gr\u00e6nsefladen, sp\u00e6ndingsgenerering p\u00e5 grund af volumenudvidelse ved denne gr\u00e6nseflade og volumetrisk sp\u00e6nding ved metal\/oxid-gr\u00e6nsefladen afh\u00e6ngigt af anodiseringspotentiale, temperatur, syresammens\u00e6tning og eksperimentelle forhold.<\/p>\n
Pulserende anodisering er en af de mest effektive teknikker til at skabe meget kontrollerede poremorfologier, hvilket g\u00f8r det muligt for anodisatorer at justere porediameteren og afstanden mellem porerne ved at \u00e6ndre sp\u00e6ndingsindstillingerne; desuden kan strukturelle parametre for de dannede membraner justeres ved at \u00e6ndre potentiale- og tidsindstillingerne for hver anodisator, hvilket f\u00f8rer til Morie-m\u00f8nstre eller trappestrukturer, hvis det \u00f8nskes.<\/p>\n
Anodisk aluminiumoxid har en anden fordel for udviklingen af funktionelle materialer: dets evne til at kontrollere overfladekemien. Ved kemisk \u00e6tsning eller elektrokemisk aflejring kan det skabe beskyttende bel\u00e6gninger p\u00e5 overfladen; desuden kan termisk behandling eller nano-kradsning \u00e6ndre dets morfologi eller skabe beskyttende lag p\u00e5 det.<\/p>\n
Anodisk aluminiumoxid er en attraktiv platform til at skabe materialer med reduceret dimensionalitet inden for magnetisme, termoelektricitet og andre omr\u00e5der som f.eks. optiske teknikker. Desuden g\u00f8r dets alsidighed det til en nyttig skabelon for v\u00e6kst af materialer med forskellige optiske teknikker og kombinerede egenskaber. Hos InRedox producerer og leverer vi anodisk aluminiumoxid-nanotemplates i forskellige formater og specifikationer til forskere, der udforsker videnskabelige og teknologiske muligheder baseret p\u00e5 dette materiale; s\u00e5danne templates kan bruges til at unders\u00f8ge forskellige anvendelser, herunder lysledere og fotoniske krystaller.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
Anodic alumina refers to an aluminum surface treated by electrochemical anodizing, producing an exceptionally durable and corrosion-resistant finish that never […]<\/p>","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"site-sidebar-layout":"default","site-content-layout":"","ast-site-content-layout":"","site-content-style":"default","site-sidebar-style":"default","ast-global-header-display":"","ast-banner-title-visibility":"","ast-main-header-display":"","ast-hfb-above-header-display":"","ast-hfb-below-header-display":"","ast-hfb-mobile-header-display":"","site-post-title":"","ast-breadcrumbs-content":"","ast-featured-img":"","footer-sml-layout":"","theme-transparent-header-meta":"","adv-header-id-meta":"","stick-header-meta":"","header-above-stick-meta":"","header-main-stick-meta":"","header-below-stick-meta":"","astra-migrate-meta-layouts":"default","ast-page-background-enabled":"default","ast-page-background-meta":{"desktop":{"background-color":"var(--ast-global-color-4)","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-gradient":""},"tablet":{"background-color":"","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-gradient":""},"mobile":{"background-color":"","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-gradient":""}},"ast-content-background-meta":{"desktop":{"background-color":"var(--ast-global-color-5)","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-gradient":""},"tablet":{"background-color":"var(--ast-global-color-5)","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-gradient":""},"mobile":{"background-color":"var(--ast-global-color-5)","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-gradient":""}},"footnotes":""},"categories":[3],"tags":[],"class_list":["post-746","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-knowledge"],"aioseo_notices":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/artehistoria.net\/da\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/746","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/artehistoria.net\/da\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/artehistoria.net\/da\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/artehistoria.net\/da\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/artehistoria.net\/da\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=746"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/artehistoria.net\/da\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/746\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":747,"href":"https:\/\/artehistoria.net\/da\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/746\/revisions\/747"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/artehistoria.net\/da\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=746"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/artehistoria.net\/da\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=746"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/artehistoria.net\/da\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=746"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}