5052鋁合金陽極氧化鋁的製備技術與特性研究

  • 蔡 仲豪

Student thesis: Master's Thesis

Abstract

本研究探討於5052鋁合金上結合複合式脈衝陽極氧化(Hybrid Pulse Anodization HPA)技術,於室溫(25 °C)低電位(40 V)草酸及低溫(0 °C)高電位(150 V)磷酸電解液中製備奈米多孔型陽極氧化鋁(Anodic Aluminum Oxide AAO)模板。為了解決鋁合金粗糙表面不利於陽極氧化鋁模板生長,首先針對陽極氧化前處理中電化學拋光製程改善,透過調整過氯酸與乙醇拋光溶液濃度以兩階段式電化學拋光取代原有一次電化學拋光製程,不僅有助於改善陽極氧化鋁模板孔洞形貌同時可使陽極氧化製程穩定度提升。接著進行兩種不同製程,分別為兩階段室溫低電位草酸及低溫高電位磷酸陽極氧化製程,結合複合式脈衝陽極氧化有效移除焦耳熱成?於5052鋁合金上製備AAO模板,並以場發射式電子顯微鏡(FE-SEM)觀察5052鋁合金AAO形貌,發現於相同製程參數下其孔洞形貌及結構與純鋁AAO有明顯差異,由於5052鋁合金中含有2 2~2 8%的鎂元素,將會在陽極氧化過程中反應形成氫氧化鎂並放出反應熱,導致陽極氧化反應加速而使5052鋁合金AAO成長速率高於高純度(99 99%)鋁AAO,而氫氧化鎂生成時所產生之氫氣與反應熱同時也造成5052鋁合金AAO孔徑有所改變。在5052鋁合金AAO-PL光譜中,各參數所製備AAO之主要PL波峰皆位於波長420 nm附近,且PL訊號強度隨著陽極氧化時間與電位的增加而使氧缺陷及草酸根離子摻雜量增加而變強,但隨著擴孔時間增加,氧缺陷及草酸根離子脫離AAO孔壁,含量減少而導致PL訊號減弱;同時可觀察到隨著陽極氧化電位上升於波長470 nm之波峰產生偏移,推測為陽極氧化電位上升使反應加劇而使5052合金中其他元素摻雜進入AAO孔壁中所致。最後,使用一階段所製備之5052鋁合金AAO並於表面濺鍍上鉑金層作為表面拉曼增強散射(SERS)之基板,開發一快速、簡易及低成本之SERS基板,分別使用不同陽極氧化電位與不同擴孔時間製備出不同孔徑大小基板,並從SERS基板結構與UV-vis反射光譜去分析其拉曼增強效應之差異。
Date of Award2016 Aug 10
Original languageChinese
SupervisorChen-Kuei Chung (Supervisor)

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5052鋁合金陽極氧化鋁的製備技術與特性研究
仲豪, 蔡. (Author). 2016 Aug 10

Student thesis: Master's Thesis