Anodisella alumiinioksidilla tarkoitetaan alumiinipintaa, joka on k\u00e4sitelty s\u00e4hk\u00f6kemiallisella anodisoinnilla, joka tuottaa poikkeuksellisen kest\u00e4v\u00e4n ja korroosionkest\u00e4v\u00e4n pinnan, joka ei koskaan lohkeile, kuoriudu tai hilseile - kolme kertaa kovempi kuin tavallinen alumiini ja 60% kevyempi!<\/p>\n
T\u00e4ss\u00e4 artikkelissa syvennyt\u00e4\u00e4n huokoisen anodisen alumiinioksidin perusteisiin ja k\u00e4ytt\u00f6tarkoituksiin, mukaan lukien nanolankojen ja nanoputkien kasvattaminen metamateriaalien tuottamiseksi, joilla on ainutlaatuisia ominaisuuksia.<\/p>\n
Anodinen huokoinen alumiinioksidi (NPA), jota kutsutaan my\u00f6s nanohuokoiseksi anodisoiduksi alumiinioksidiksi (NAA), on kiehtova materiaali, jolla on erilaisia sovelluksia, koska sen j\u00e4rjestetyt ja tihe\u00e4t huokoiset rakenteet ovat halkaisijaltaan nanometrin huokosia. N\u00e4m\u00e4 huokoset ovat luoneet uusia mahdollisuuksia esimerkiksi rakennev\u00e4rj\u00e4yksen ja fotoniikan aloilla ja toimivat samalla malleina sellaisten materiaalien kuten nanolankojen tai nanoputkien luomiseksi, joiden avulla voidaan kehitt\u00e4\u00e4 metamateriaaleja, joilla on r\u00e4\u00e4t\u00e4l\u00f6ityj\u00e4 ominaisuuksia.<\/p>\n
Tutkimus n\u00e4iden rakenteiden muodostumisen t\u00e4sm\u00e4llisist\u00e4 mekanismeista jatkuu, ja erityinen mielenkiinto kohdistuu anodiseen alumiinioksidiin. Siihen liittyy sek\u00e4 kemiallisia ett\u00e4 s\u00e4hk\u00f6kemiallisia reaktioita, joista ensin mainittu sis\u00e4lt\u00e4\u00e4 alumiini-ionien suoran injektion suoraan elektrolyyttiliuokseen, kun taas sen s\u00e4hk\u00f6inen vastine tapahtuu oksidikerroksen halkeamissa; elektrolyyttiliuoksen koostumus ja k\u00e4ytetty anodisointipotentiaali ovat avaintekij\u00f6it\u00e4 halkeamien koon kannalta.<\/p>\n
Kun halkeamia on muodostunut, elektrolyyttiin sinkoutuneet alumiiniionit voivat vuorovaikuttaa kesken\u00e4\u00e4n luoden itseorganisoituneita huokoisia rakenteita, jotka riippuvat anodisointipotentiaalista ja elektrolyyttityypist\u00e4; niiden koko ja muoto riippuvat tekij\u00f6ist\u00e4, kuten anodisointipotentiaalista sek\u00e4 sulkukerrosten l\u00e4sn\u00e4olosta\/poissaolosta.<\/p>\n
Kuten alla on esitetty, kun suuret s\u00e4hk\u00f6varaukset kulkevat anodisoidun substraatin l\u00e4pi, sen huokoset laajenevat samalla kun niiden huokosten v\u00e4linen et\u00e4isyys pienenee, mik\u00e4 johtaa kuusikulmaisiin huokosrivist\u00f6ihin, kuten t\u00e4ss\u00e4 on esitetty; vaikka samanlaiset rivit voisivat olla muunkin muotoisia, kuten suorakulmaisia tai neli\u00f6n muotoisia.<\/p>\n
Huokosrivist\u00f6jen morfologia riippuu niiden alkuper\u00e4isest\u00e4 sijoittelusta anodisen alumiinioksidin pinnalla oleviksi koveriksi kuopiksi ja niiden huokosten v\u00e4lisest\u00e4 et\u00e4isyydest\u00e4. Jos k\u00e4ytet\u00e4\u00e4n grafiittiristikkokuvioita, joiden huokosten v\u00e4limatka on 300 nm, oksidisein\u00e4t kehittyv\u00e4t kolmiomaisiksi, kun taas hunajakennomaiset ristikkokuviot, joiden huokosten v\u00e4limatka on 500 nm, tuottavat timantinmuotoisia huokosia; viime k\u00e4dess\u00e4 t\u00e4m\u00e4 muoto vaikuttaa valonl\u00e4p\u00e4isevyyteen ja anodisen alumiinioksidin pintojen sirontaominaisuuksiin.<\/p>\n
Masudan ja Moskovitsin ty\u00f6n j\u00e4lkeen huokoisesta anodisesta alumiinioksidista (AAO) on tullut houkutteleva nanovalmistusalusta monien alojen tutkimukseen. AAO-nanomalleja on hy\u00f6dynnetty sellaisten materiaalien valmistuksessa, joilla on erityisi\u00e4 ominaisuuksia magnetismissa, l\u00e4mp\u00f6s\u00e4hk\u00f6isyydess\u00e4 ja l\u00e4mp\u00f6elektrisyydess\u00e4 pienemmill\u00e4 dimensioilla; AAO:ta voidaan helposti muokata tuottamaan erilaisia morfologioita, kuten haarautuvia rakenteita, moduloituja tai kolmiulotteisia nanohuokoisia rakenteita.<\/p>\n
AAO:iden morfologiset ominaisuudet m\u00e4\u00e4r\u00e4ytyv\u00e4t sek\u00e4 estokerroksen ett\u00e4 anodisen potentiaalin mukaan. Estokerros vaikuttaa siihen, kuinka nopeasti alumiini luovuttaa ioninsa liuokseen, kun taas anodinen potentiaali vaikuttaa siihen, kuinka nopeasti huokoset kasvavat - niiden koko riippuu sovelletusta anodisesta potentiaalista, l\u00e4mp\u00f6tilasta, elektrolyyttikoostumuksesta ja koeolosuhteista.<\/p>\n
Mit\u00e4 suuremmat ja l\u00e4hemp\u00e4n\u00e4 toisiaan huokosten halkaisijat ja huokosten v\u00e4liset et\u00e4isyydet ovat, sit\u00e4 nopeammin muodostuu anodista oksidia. On kuitenkin otettava huomioon, ett\u00e4 niiden koko voi riippua my\u00f6s tekij\u00f6ist\u00e4, kuten pintakemiasta, jota voidaan hallita kemiallisella sy\u00f6vytyksell\u00e4 tai anodisten esiasteiden k\u00e4yt\u00f6ll\u00e4.<\/p>\n
Lis\u00e4ksi on korostettava, ett\u00e4 huokosten sijoittelu ei m\u00e4\u00e4r\u00e4ydy ainoastaan syvennyksen muodon mukaan, vaan siihen vaikuttavat my\u00f6s alustan alkuper\u00e4iset, ennalta kuvioidut koverat kuoppaj\u00e4rjestelyt. Esimerkiksi k\u00e4ytett\u00e4ess\u00e4 FIB-kuvioita koverista kuopista, joiden huokosten v\u00e4limatka on 300 nm Al-alustalla, anodisoinnin j\u00e4lkeen syntyy kolmion ja suorakulmion muotoisia oksidiseini\u00e4 (kuvat 14a-14c).<\/p>\n
Oksidin ja elektrolyytin rajapinnassa oksalaattilajeilla on olennainen rooli AAO:n muodostumisessa. Kun n\u00e4m\u00e4 oksalaatti-ionit yhdistyv\u00e4t huokosista MA-olosuhteissa poistuvien Al3+ -ionien kanssa, ne reagoivat niiden kanssa muodostaen vesimolekyylej\u00e4, jotka v\u00e4hent\u00e4v\u00e4t sulkukerrosten kest\u00e4vyytt\u00e4 ja helpottavat huokosmatriisirakenteiden kasvua edelleen. Sit\u00e4 vastoin HA-olosuhteissa ei-huokoisen alumiinioksidin muodostuminen johtaa korkeampaan sulkukerroksen kest\u00e4vyyteen, joka johtuu metallin ja oksidin rajapinnan tilavuuden laajenemisen aiheuttamasta j\u00e4nnityksest\u00e4.<\/p>\n
Huokoisen alumiinioksidin valmistus edellytt\u00e4\u00e4 alumiinin anodisointia happamissa elektrolyyteiss\u00e4. T\u00e4ss\u00e4 prosessissa happi-ionit siirtyv\u00e4t liuoksesta metallipinnoille ja luovat erist\u00e4v\u00e4n oksidisulkukerroksen, jonka suuri s\u00e4hk\u00f6vastus aiheuttaa sen, ett\u00e4 sen l\u00e4pi kulkee vain pieni virta ja joka samalla toimii erist\u00e4v\u00e4n\u00e4 ja est\u00e4\u00e4 pinnan haihtumisen.<\/p>\n
L\u00e4mp\u00f6tila, elektrolyyttikoostumus ja anodisoinnin aikana k\u00e4ytetty potentiaali vaikuttavat olennaisesti huokoskokojen vaihteluun; niiden rakenteelliset parametrit ovat halkaisija ja huokosten v\u00e4linen et\u00e4isyys. Tasaisemman huokosrakenteen luomiseksi pulssianodisointi voi tarjota.<\/p>\n
T\u00e4ss\u00e4 tekniikassa anodisointi keskeytet\u00e4\u00e4n tietyn ajan kuluttua ja aloitetaan uudelleen korkeammalla potentiaalilla, jolloin anodisointiaika pitenee ja syntyy paksumpia ja huokoisempia alumiinioksidikalvoja.<\/p>\n
Pulssianodisointia voidaan k\u00e4ytt\u00e4\u00e4 my\u00f6s haaroittuneiden tai moduloitujen huokosten tuottamiseen muuttamalla anodisointiolosuhteita MA:n ja HA:n v\u00e4lill\u00e4 tietyiss\u00e4 sekvensseiss\u00e4 ja muuttamalla pulssin kestoa, jolloin saadaan huokosia, joilla on useita halkaisijoita ja korkea j\u00e4rjestysaste.<\/p>\n
Anodisointiliuosten pH:n muuttaminen mahdollistaa huokoskokojakauman muuttamisen. T\u00e4m\u00e4 on mahdollista lis\u00e4\u00e4m\u00e4ll\u00e4 tai v\u00e4hent\u00e4m\u00e4ll\u00e4 oksalaattilajien pitoisuutta elektrolyytiss\u00e4; p\u00e4invastoin, jotta huokoset olisivat pienempi\u00e4, elektrolyyttiliuoksessa pit\u00e4isi olla v\u00e4hemm\u00e4n lajeja.<\/p>\n
Toinen vaihe huokosrakenteiden muuttamiseksi on valikoiva sy\u00f6vytysprosessi. T\u00e4m\u00e4 voidaan suorittaa anodisoinnin j\u00e4lkeen fosforihappoa sis\u00e4lt\u00e4v\u00e4ss\u00e4 liuoksessa, ja sen tuloksena saadaan 3D-huokoinen alumiinioksidikalvo, jossa on hyvin j\u00e4rjest\u00e4ytyneet huokoset, vaikka anodisoinnin aikana k\u00e4ytettiin MA-olosuhteita; t\u00e4m\u00e4 menetelm\u00e4 soveltuu erityisen hyvin sovelluksiin, joissa k\u00e4ytet\u00e4\u00e4n kaasus\u00e4ili\u00f6in\u00e4 natriumh\u00f6yryn katuvaloja.<\/p>\n
Huokoinen anodinen alumiinioksidi on viime vuosikymmenin\u00e4 her\u00e4tt\u00e4nyt paljon kiinnostusta tutkimuksessa sen merkitt\u00e4vien fysikaalisten, kemiallisten ja optisten ominaisuuksien vuoksi. Erityisen vaikuttavia ovat rakenteet, jotka koostuvat t\u00e4m\u00e4n anodisen materiaalin nanometrin mittakaavan piirteist\u00e4 ja joiden avulla voidaan suunnitella optisia laitteita, kuten fotonikiteit\u00e4 tai lasereita.<\/p>\n
Monimutkaisten morfologioiden muodostuminen m\u00e4\u00e4r\u00e4ytyy sek\u00e4 metallin ja elektrolyytin rajapinnassa ett\u00e4 oksidin ja elektrolyytin rajapinnassa tapahtuvien s\u00e4hk\u00f6kemiallisten reaktioiden perusteella, joissa estekerroksen yli syntyv\u00e4 s\u00e4hk\u00f6kentt\u00e4 aiheuttaa oksidin liukenemisen, Al3+ -ionien vapautumisen, tilavuuden laajenemisen metallin ja oksidin rajapinnalla, tilavuuden laajenemisen aiheuttaman j\u00e4nnityksen syntymisen t\u00e4ll\u00e4 rajapinnalla ja tilavuuden j\u00e4nnityksen metallin ja oksidin rajapinnalla anodisointipotentiaalista, l\u00e4mp\u00f6tilasta, hapon koostumuksesta ja kokeellisista olosuhteista riippuen.<\/p>\n
Pulssianodisointi on yksi tehokkaimmista tekniikoista eritt\u00e4in hallitun huokosmorfologian luomiseksi, sill\u00e4 sen avulla anodisaattorit voivat s\u00e4\u00e4t\u00e4\u00e4 huokosten halkaisijaa ja huokosten v\u00e4list\u00e4 et\u00e4isyytt\u00e4 muuttamalla j\u00e4nniteasetuksia; lis\u00e4ksi muodostettujen kalvojen rakenneparametreja voidaan s\u00e4\u00e4t\u00e4\u00e4 muuttamalla kunkin anodisaattorin potentiaali- ja aika-asetuksia, mik\u00e4 johtaa haluttaessa Morie-kuvioihin tai porrasmaisiin rakenteisiin.<\/p>\n
Anodisella alumiinioksidilla on toinenkin etu funktionaalisten materiaalien kehitt\u00e4misess\u00e4: sen kyky hallita pintakemiaa. Kemiallisella sy\u00f6vytyksell\u00e4 tai s\u00e4hk\u00f6kemiallisella laskeutumisella sen pinnalle voidaan luoda suojapinnoitteita; lis\u00e4ksi l\u00e4mp\u00f6k\u00e4sittely tai nanokarkaisu voi muuttaa sen morfologiaa tai luoda siihen suojakerroksia.<\/p>\n
Anodinen alumiinioksidi tarjoaa houkuttelevan alustan, jonka avulla voidaan luoda pienemm\u00e4n ulottuvuuden materiaaleja magnetismin, l\u00e4mp\u00f6s\u00e4hk\u00f6isyyden ja muiden alojen, kuten optisten tekniikoiden, alalla. Lis\u00e4ksi sen monipuolisuus tekee siit\u00e4 hy\u00f6dyllisen mallin sellaisten materiaalien kasvattamiseen, joilla on erilaisia optisia tekniikoita yhdist\u00e4vi\u00e4 ominaisuuksia. InRedoxissa tuotamme ja tarjoamme anodisen alumiinioksidin nanomalleja eri muodoissa ja eritelmiss\u00e4 tutkijoille, jotka tutkivat t\u00e4h\u00e4n materiaaliin perustuvia tiede- ja teknologiamahdollisuuksia; t\u00e4llaisia malleja voidaan k\u00e4ytt\u00e4\u00e4 erilaisten sovellusten, kuten valonohjainten ja fotonikiteiden, tutkimiseen.<\/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\/fi\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/746","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/artehistoria.net\/fi\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/artehistoria.net\/fi\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/artehistoria.net\/fi\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/artehistoria.net\/fi\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=746"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/artehistoria.net\/fi\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/746\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":747,"href":"https:\/\/artehistoria.net\/fi\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/746\/revisions\/747"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/artehistoria.net\/fi\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=746"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/artehistoria.net\/fi\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=746"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/artehistoria.net\/fi\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=746"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}