Ảnh hưởng của thời gian và điện thế anốt hóa đến cấu trúc lỗ xốp nanô của màng ôxít nhôm Al2O3

3.2. Ảnh hưởng của điện thế điện phân đến chiều dày lớp màng ô xít nhôm Al₂O₃ và đường kính lỗ xốp.

    Đường kính lỗ xốp được đo trên ảnh chụp FE SEM, chiều dày lớp màng ôxít được đo trên ảnh chụp ở kính hiển vi quang học. Hình chụp mẫu A5, A1, A6, A7 được thể hiện trên các hình 8, 9, 10 và 11.

Mẫu	DAV (nm)	Chiều dày lớp ôxít (μm)
A5	61,04	0,19
A1	62,69	2,68
A6	76,90	7,12
A7	90,50	7,66

Bảng 4. Tổng hợp số liệu DAV và chiều dày lớp ôxít của các mẫu

Hình 8, 9

Hình 10 và 11

    Từ bảng 4 đã xây dựng biểu đồ phụ thuộc của đường kính lỗ xốp và chiều dày lớp màng ôxít theo điện thế điện phân (hình 12, hình 13).

Hình 11 và 12

   Từ hai đồ thị hình 12 và hình 13 thấy rõ, khi tăng hiệu điện thế (30-60V) thì đường kính trung bình lỗ xốp và chiều dày màng ôxit tăng. Khi hiệu điện thế là 30V thì đường kính lỗ khá nhỏ, đặc biệt là chiều dày lớp màng ôxit nhôm còn rất nhỏ (0,193μm), quá trình anốt hóa xảy ra tương đối chậm. Khi tăng hiệu điện thế lên 40V, đường kính lỗ xốp chưa tăng đáng kể, nhưng chiều dày lớp màng ôxit đã tăng nhiều so với mẫu ở 30V. Với hiệu điện thế 40V, phản ứng tạo màng xảy ra tương đối nhanh, dung dịch anốt hóa ăn mòn lớp nhôm nhiều hơn so với mẫu 30V, nhưng chủ yếu theo chiều sâu, làm chiều dày lớp màng ôxit tăng, chứ không làm rộng nhiều đường kính lỗ xốp. Khi tăng hiệu điện thế lên 50V, có thể thấy là đường kính lỗ và chiều dày lớp màng đều tăng lên rất nhanh, cho thấy với các điều kiện nhiệt độ 15°C, dung dịch H₂C₂O₄, hiệu điện thế 50V thì mẫu nhôm sẽ bị ăn mòn tương đối mạnh, phản ứng tạo màng xảy ra khá nhanh, kể cả độ rộng của lỗ xốp cũng tăng rất nhiều. Khi tăng hiệu điện thế lên 60V, đường kính lỗ xốp vẫn tăng rất nhanh, nhưng chiều dày tăng rất ít so với mẫu 50V.

    Qua đây thấy rằng với thời gian anốt hóa 30 phút và ở các các điều kiện trên thì chiều dày lớp màng ôxit sẽ tăng khi tăng hiệu điện thế điện phân, nhưng sau đó sẽ tăng chậm lại và gần như không đổi.

4. KẾT LUẬN

    Đã nghiên cứu ảnh hưởng của thời gian và điện thế điện phân đến cấu trúc lỗ xốp của màng ôxít nhôm Al₂O₃ khi sử dụng dung dịch điện phân là axit ôxalic tại 15°C. Khi tăng thời gian điện phân, đường kính lỗ xốp của màng ôxít nhôm Al₂O₃ chỉ tăng tới một giá trị tới hạn, còn chièu dày lớp màng ôxít tăng mạnh. Khi tăng điện thế điện phân, chiều dày lớp màng ôxít cũng chỉ tăng tới một giá trị tới hạn, trong khi đường kính lỗ xốp màng ôxít lại tăng mạnh.

    Như vậy, có thể lựa chọn các chế độ điện phân thích hợp (thời gian điện phân và điện thế điện phân) để chế tạo màng xốp Al₂O₃ có chiều dày màng và đường kính lỗ mong muốn.

[symple_box color=”yellow” text_align=”left” width=”100%” float=”none”]

TÀI LIỆU TRÍCH DẪN

1. Ralf B. Wehrspohn, Ordered Porous Nanostructures and Applications, Springer Science+Business Media, Inc, Germany, 2005, pp 42-51
2. Phạm Hoàng Việt, Luận văn tốt nghiệp đại học. “Nghiên cứu ảnh hưởng của dung dịch điện phân và chế độ công nghệ anode hóa đến kích thước lỗ màng AAO Template”, 1/2010
3. Lê Thị Bích Liễu, Luận văn tốt nghiệp đại học. “Nghiên cứu chế tạo vật liệu nano C-Ag trên cơ sở nền Al₂O₃”, 1/2009
4. Nguyễn Thanh Tuấn, Luận văn tốt nghiệp đại học.“Nghiên cứu chế tạo vật liệu hấp thụ sóng hồng ngoại trên cơ sở màng Nano Al₂O₃ và sơn Epoxy, Nano Ag – C”, 1/2009
5. Ali Eftekhari, Nanostructured Materials in Electrochemistry, Wiley-VCH Verlag GmbH&Co.KgaA Weinheim, Germany, 2008

[/symple_box][symple_clear_floats]