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一種制備鑭鈣錳氧納米線復合陣列的方法與流程

文檔序號:11511052閱讀:287來源:國知局
一種制備鑭鈣錳氧納米線復合陣列的方法與流程

本發(fā)明涉及一種制備鑭鈣錳氧納米線復合陣列的方法,屬于制備鈣鈦礦型巨磁阻納米線材陣列技術領域。



背景技術:

陽極氧化鋁模板模板是一種二維納米模板,其常規(guī)孔徑范圍可達30~150nm,排布結構為整齊的正六邊形密排結構,在微納尺寸上具有極好的線性陣列關系,其化學成分為三氧化二鋁,擁有極好的化學抗性和物理極限,因而被大范圍應用在納米制備及合成等領域。鑭鈣錳氧體系材料因為其獨特的巨磁阻性能,引起了科研領域的廣泛關注,特別是將該材料制備到納米級尺寸時,其所表現(xiàn)的各項物理性能均大大優(yōu)于宏觀狀態(tài)時所表現(xiàn)的情況。例如采用物理濺射法,化學沉積法等將該材料制備成一維納米薄膜,以研究其微觀情況下的物理性能,或?qū)⑵渲苽涑蓮秃媳∧び迷谖⒓{磁學器件上,亦有通過水熱法或是氣相沉積法制備三維量子點或納米島的。但無論是點狀材料或是面狀材料都存在一定的問題,例如量子點材料在基礎物理現(xiàn)象研究時無法充分表現(xiàn)其巨磁阻性能,薄膜材料在構建磁學器件時無法充分的進行結構設計等。故而結合陽極氧化鋁模板制備二維納米陣列成為了當前該領域最熱門的研究方向,但目前的研究大多只能制備得到全填充分布的納米陣列,而且陣列中的單元無論是納米線還是納米管的尺寸均一致,一來會導致其無法通過調(diào)節(jié)結構來調(diào)整性能使其達到最優(yōu),例如無法讓陣列呈現(xiàn)最佳耦合放大位置使得巨磁阻性能成倍放大,二來無法得到特殊結構的陣列,在制備微納磁學器件上無法充分發(fā)揮納米陣列在結構上優(yōu)于薄膜的優(yōu)勢。故而現(xiàn)今急需發(fā)明一種制備工藝,其不但能夠調(diào)節(jié)納米陣列單元之間的間距以形成特殊的分布趨勢,而且能在同一個空間區(qū)域交叉生長得到直徑尺寸不同的納米線,得到復合陣列以填補上述現(xiàn)行技術的缺陷。



技術實現(xiàn)要素:

為了解決背景技術中存在的問題,本發(fā)明提供了一種制備鑭鈣錳氧納米線復合陣列的方法,該方法能在保證納米陣列單元間距可控的基礎上,進一步優(yōu)化得到納米線直徑不同的陣列交叉混合生長在同一區(qū)域,形成復合陣列。因為不同尺寸的納米單元耦合疊加能夠進一步放大,故而該陣列能夠更好在微觀尺寸下展現(xiàn)巨磁阻材料的物理性能,并進一步拓寬了磁學器件的制備結構基礎。

本制備尺寸交叉混合鑭鈣錳氧納米線復合陣列的方法,具體包括如下步驟:

(1)一次氧化過程:按常規(guī)工藝對鋁箔原材料進行規(guī)格裁剪、高溫退火、清洗去脂和電化學拋光可得表面預處理的鋁箔片;以表面預處理后高光潔鏡面鋁箔片作陽極,鋁箔片的表面鏡面平整度會極大影響制備所得陽極氧化鋁模板陣列有序度,其成正比關系;鉑電極作為陰極,在0.2~0.4mol/l草酸電解質(zhì)中,35~50v直流電壓下,進行1~3h一次氧化,得到一次氧化過程模板;

(2)去氧化層過程:用質(zhì)量分數(shù)1.5%~2%鉻酸和質(zhì)量分數(shù)5%~10%磷酸的混合酸液,在60~80℃下對步驟(1)一次氧化過程模板進行化學腐蝕脫洗1~3h,其中鉻酸和磷酸的體積比為=1:1~1:3,得到排布為正六邊形且陣列有序的凹坑過程模板,模板上的有序凹坑將成為二次氧化高度陣列的誘發(fā)點;

(3)二次氧化過程:以步驟(2)凹坑過程模板作陽極,鉑電極作為陰極,在0.2~0.4mol/l草酸電解質(zhì)中,80~120v直流電壓下,進行1~2h二次氧化,得到二次氧化過程模板;

(4)降壓減薄過程:在0.2~0.4mol/l草酸電解質(zhì)中,通過設定程序?qū)λ┘又绷麟妷哼M行階梯式降壓處理得到具有特殊減薄分布的陽極氧化鋁模板(本領域通識,電壓值與模板多孔層壁厚呈正比關系),同等面積下不斷降壓會造成虛擬電位線不斷重新排布,進而形成不同程度的減薄區(qū),而且不單單是壁厚減薄包括孔洞底端阻擋層同時也減薄。阻擋層也是壁,每個納米孔洞有一個阻擋層,每兩個納米孔洞共享一個方向上的壁,故而阻擋層厚度為壁厚的一半,兩者材質(zhì)均為三氧化二鋁。在減薄程度較大的減薄區(qū),其阻擋層更薄為后續(xù)步驟(9)中進行分段低壓直流擇優(yōu)電沉積生長提供更佳的電學通路基礎,只需滿足第一階段較低電壓輸出值,且壁厚更薄也為后續(xù)步驟(5)中進行化學腐蝕修飾提供更大反應空間進而修飾得到尺寸更大的孔徑,保證能得到孔徑尺寸交叉混合的陽極氧化鋁模板。減薄程度一般的減薄區(qū)因為電學通路基礎一般所以需要滿足第二階段較高電壓輸出值,且因為壁厚較厚反應空間較小孔徑修飾擴大程度較小,和上一條配合保證能得到孔徑尺寸交叉混合的陽極氧化鋁模板,進而能得到孔徑不同的納米復合陣列。因降壓電位線不斷重新排布導致產(chǎn)生非減薄區(qū),該區(qū)域孔洞為閉合狀態(tài),后續(xù)無法在此區(qū)域擇優(yōu)生長納米陣列;

(5)腐蝕修飾過程:對步驟(4)中所得具有特殊減薄分布的陽極氧化鋁模板進行磷酸旋涂,因減薄程度不同導致孔徑不同進而導致磷酸填充量和反應擴孔程度不同,所以需要用旋涂法保證磷酸完全填充進納米孔洞進行化學腐蝕修飾,得到納米孔洞尺寸交叉混合且具有特殊可控分布的陽極氧化鋁模板;

(6)清洗干燥過程:用二次蒸餾水對步驟(5)中所得納米孔洞尺寸交叉混合且具有特殊可控分布的陽極氧化鋁模板進行浸泡清洗12~24h,后在20~25℃下干燥陽極氧化鋁模板,此步驟能保證陽極氧化鋁模板不會污染鑭鈣錳氧納米線材料且清空孔洞內(nèi)雜質(zhì);

(7)成膠過程:稱取硝酸鑭、硝酸鈣、硝酸錳、乙二醇和檸檬酸,加入到二次蒸餾水中攪拌溶解,在80~95℃下進行蒸發(fā)成膠,得到已完成螯合的成膠溶液,該步驟無需得到完全螯合發(fā)泡的成膠,只需要得到已有螯合且具有常規(guī)流動粘度的成膠溶液即可,以保證后續(xù)步驟(8)和步驟(9)能得以實施;

(8)浸潤過程:將步驟(6)中所得納米孔洞尺寸交叉混合且具有特殊可控分布的陽極氧化鋁模板浸泡至步驟(7)中的成膠溶液10~30min,通過毛細管吸力作用得到具有一定浸潤填充程度的模板;

(9)分段低壓直流擇優(yōu)電沉積生長過程:以步驟(8)中得到具有一定浸潤填充程度的模板作為陰極,以鉑電極作為陽極,進行分段低壓直流擇優(yōu)電沉積形成尺寸交叉混合鑭鈣錳氧納米線溶膠可控填充分布的陽極氧化鋁模板,因為阻擋層減薄程度不同和納米陣列填充尺寸不同,故電輸運輔助沉積的難易程度和所需電壓值不同,需要分段沉積;

(10)干燥凝膠過程:對步驟(9)中所得尺寸交叉混合鑭鈣錳氧納米線溶膠可控填充分布的陽極氧化鋁模板進行干燥處理得到尺寸交叉混合鑭鈣錳氧納米線凝膠可控填充分布的陽極氧化鋁模板,干燥溫度為70~140℃,干燥時間為6~12h;

(11)燒結成相過程:對步驟(9)中所得尺寸交叉混合鑭鈣錳氧納米線凝膠可控填充分布的陽極氧化鋁模板進行燒結成相處理得到尺寸交叉混合鑭鈣錳氧納米線復合陣列的陽極氧化鋁模板,燒結溫度為500~650℃,燒結時間為5~8h。

步驟(4)中階梯式降壓處理操作如下:從80v~120v的上限電壓降壓至20v時,降壓幅度范圍為2~3v,間隔頻率為40~60s;從20v的階段電壓降壓至10v時,降壓幅度范圍為1.5~2v,間隔頻率為60s~120s;從10v的階段電壓降壓至5v時,降壓幅度范圍為1~1.5v,間隔頻率為120s~180s;從5v的階段電壓降壓至3v時,降壓幅度范圍為0.5~1v,間隔頻率為180s~240s;在3v的終點電壓進行3~5min的恒壓氧化,根據(jù)上述不同階段、幅度、間隔的配合能得到不同特殊減薄分布的陽極氧化鋁模板。

步驟(5)中化學腐蝕修飾時間為5~60min,磷酸濃度為0.1~1mol/l。

步驟(7)中每ml二次蒸餾水中添加硝酸鑭8.938×10-3~1.033×10-2g、硝酸鈣2.598×10-3~2.846×10-3g、硝酸錳9.432×10-3~1.015×10-2g、檸檬酸為3.04×10-2~3.27×10-2g、乙二醇為10~15ml。

步驟(9)中分段低壓直流擇優(yōu)電沉積過程分為第一階段和第二階段,第一階段施加電壓范圍為1.5~5v,沉積時長范圍為15~30min,第二階段施加電壓范圍為3~10v,沉積時長范圍為15~45min,根據(jù)不同階段不同沉積工藝相互配合得到各種尺寸交叉混合鑭鈣錳氧納米線溶膠可控填充分布的陽極氧化鋁模板。

本發(fā)明對比已有技術具有以下創(chuàng)新點:本發(fā)明通過配套不同的降壓工藝組合,包含有不同降壓階段、降壓幅度、降壓間隔,得到具有分布間距可控的陽極氧化鋁模板,在此基礎上輔以化學腐蝕修飾工藝得到納米孔洞尺寸交叉混合且具有特殊可控分布的陽極氧化鋁模板,而后采用分段低壓直流擇優(yōu)電沉積法通過電輸運輔助沉積作用制備得到尺寸交叉混合鑭鈣錳氧納米線溶膠可控填充分布的陽極氧化鋁模板,再對其進行熱處理操作得到尺寸交叉混合鑭鈣錳氧納米線復合陣列,解決現(xiàn)有技術只能制備單一尺寸和填充的納米陣列缺點,豐富了鑭鈣錳氧納米陣列作為微納物理基礎研究對象的磁學性能表現(xiàn)力,同時拓寬了其作為磁學器件的結構基礎和性能基礎。

附圖說明

圖1為實施例1中步驟(5)經(jīng)過化學腐蝕修飾所得間距分布為55~60nm,小孔徑為55~60nm,大孔徑為70~75nm的孔徑尺寸交叉混合陽極氧化鋁模板復合陣列正面的sem圖;

圖2為實施例3中步驟(5)經(jīng)過化學腐蝕修飾所得間距分布為80~85nm,小孔徑為80~85nm,大孔徑為90~105nm的孔徑尺寸交叉混合陽極氧化鋁模板復合陣列正面的sem圖;

圖3為實施例3的孔徑尺寸交叉混合陽極氧化鋁模板復合陣列橫截面sem圖,可見其間距分布為80~85nm,小孔徑為80~85nm,大孔徑為90~105nm;

圖4為實施例1中所制得間距分布為55~60nm,小尺寸為55~60nm,大尺寸為70~75nm的尺寸交叉混合鑭鈣錳氧納米線復合陣列正面sem圖(含陽極氧化鋁模板);

圖5為圖4間距分布為55~60nm,小尺寸為55~60nm,大尺寸為70~75nm的尺寸交叉混合鑭鈣錳氧納米線復合陣列橫截面sem圖(含陽極氧化鋁模板);

圖6為實施例2中所制得間距分布為70~75nm,小尺寸為70~75nm,大尺寸為80~95nm的尺寸交叉混合鑭鈣錳氧納米線復合陣列正面sem圖(含陽極氧化鋁模板);

圖7為實施例3中所制得間距分布為80~85nm,小尺寸為80~85nm,大尺寸為90~105nm的尺寸交叉混合鑭鈣錳氧納米線復合陣列正面sem圖(含陽極氧化鋁模板)。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發(fā)明做進一步詳細說明,但本發(fā)明的保護范圍并不限于所述內(nèi)容。

實施例1:本制備鑭鈣錳氧納米線復合陣列的方法,具體包括如下步驟:

(1)一次氧化過程:對鋁箔原材料進行規(guī)格裁剪、高溫退火、丙酮酒精去脂和高氯酸混合液電化學拋光可得表面預處理的鋁箔片,以表面預處理后高光潔鏡面鋁箔片作陽極,鉑電極作為陰極,在0.25mol/l草酸電解質(zhì)中,40v直流電壓下,進行1h一次氧化,得到一次氧化過程模板;

(2)去氧化層過程:用質(zhì)量分數(shù)1.5%鉻酸和質(zhì)量分數(shù)6%磷酸的混合酸液,在75℃下對步驟(1)中一次氧化過程模板進行化學腐蝕脫洗1h,其中鉻酸和磷酸的體積比為=1:1,得到排布為正六邊形且陣列有序的凹坑過程模板;

(3)二次氧化過程:以步驟(2)中凹坑過程模板作陽極,鉑電極作為陰極,在0.25mol/l草酸電解質(zhì)中,80v直流電壓下,進行1h二次氧化,得到二次氧化過程模板;

(4)降壓減薄過程:在0.25mol/l草酸電解質(zhì)中,從80v上限電壓降壓至20v,采用降壓幅度為2v,間隔頻率為40s;從20v的階段電壓降壓至10v,采用降壓幅度為1.5v,間隔頻率為75s;從10v的階段電壓降壓至5v,采用降壓幅度為1v,間隔頻率為135s;從5v的階段電壓降壓至3v,采用降壓幅度為0.5v,間隔頻率為190s;在3v的終點電壓進行3min的恒壓氧化,得到間距分布為55~60nm的陽極氧化鋁模板;

(5)腐蝕修飾過程:對步驟(4)中所得具有特殊減薄分布的陽極氧化鋁模板進行濃度0.2mol/l的磷酸旋涂,進行15min的化學腐蝕修飾,得到間距分布仍為55~60nm,小孔徑為55~60nm,大孔徑為70~75nm的孔徑尺寸交叉混合陽極氧化鋁模板復合陣列;

(6)清洗干燥過程:用二次蒸餾水對步驟(5)中所得納米孔洞尺寸交叉混合且具有特殊可控分布的陽極氧化鋁模板進行浸泡清洗12h,后在20℃低常溫環(huán)境下干燥陽極氧化鋁模板;

(7)配置及成膠過程:在300ml二次蒸餾水中加入硝酸鑭2.7g、硝酸鈣0.78g、硝酸錳2.85g、乙二醇10ml和檸檬酸9.5g,攪拌溶解后在80℃下進行蒸發(fā)成膠至175ml,得到成膠溶液;

(8)浸潤過程:將步驟(6)中所得納米孔洞尺寸交叉混合且具有特殊可控分布的陽極氧化鋁模板浸泡至步驟(7)的成膠溶液中10min,通過毛細管吸力作用得到具有一定浸潤填充程度的模板;

(9)分段低壓直流擇優(yōu)電沉積生長過程:以上述步驟(8)中得到具有一定浸潤填充程度的模板作為陰極,以鉑電極作為陽極,第一階段施加2v低壓直流電進行電輸運輔助沉積,沉積時長為20min,第二階段施加4v低壓直流電進行電輸運輔助沉積,沉積時長為15min,形成間距分布為55~60nm,小尺寸為55~60nm,大尺寸為70~75nm的尺寸交叉混合鑭鈣錳氧納米線溶膠可控填充分布的陽極氧化鋁模板;

(10)干燥凝膠過程:對步驟(9)中所得尺寸交叉混合鑭鈣錳氧納米線溶膠可控填充分布的陽極氧化鋁模板進行干燥處理得到尺寸交叉混合鑭鈣錳氧納米線凝膠可控填充分布的陽極氧化鋁模板,干燥溫度為75℃,干燥時間為7h;

(11)燒結成相過程:對步驟(10)中所得尺寸交叉混合鑭鈣錳氧納米線凝膠可控填充分布的陽極氧化鋁模板進行燒結成相處理得到間距分布為55~60nm,小尺寸為55~60nm,大尺寸為70~75nm的尺寸交叉混合鑭鈣錳氧納米線復合陣列,燒結溫度為500℃,燒結時間為6h。

對該實施例制備所得間距分布為55~60nm,小尺寸為55~60nm,大尺寸為70~75nm的尺寸交叉混合鑭鈣錳氧納米線復合陣列正面進行sem掃描可得圖4,對橫截面進行sem掃描可見圖5,均可以看見其尺寸交叉混合結構和間距分布可控結構。圖1則為經(jīng)過化學腐蝕修飾所得的純陽極氧化鋁模板正面sem圖,圖中黑色襯度為不同孔徑尺寸的通孔孔洞,灰色襯度區(qū)為非減薄區(qū),是閉合孔洞,無法在該區(qū)域生長鑭鈣錳氧納米陣列,將作為調(diào)整納米陣列間距分布的節(jié)點;其結構和尺寸與后續(xù)產(chǎn)物(圖4、圖5)相符合。

實施例2:本制備鑭鈣錳氧納米線復合陣列的方法,具體包括如下步驟:

(1)一次氧化過程:對鋁箔原材料進行規(guī)格裁剪、高溫退火、丙酮酒精去脂和高氯酸混合液電化學拋光可得表面預處理的鋁箔片,以表面預處理后高光潔鏡面鋁箔片作陽極,鉑電極作為陰極,在0.3mol/l草酸電解質(zhì)中,43v直流電壓下,進行2h一次氧化,得到一次氧化過程模板;

(2)去氧化層過程:用質(zhì)量分數(shù)1.75%鉻酸和質(zhì)量分數(shù)7.5%磷酸的混合酸液,在70℃下對步驟(1)一次氧化過程模板進行化學腐蝕脫洗2h,其中鉻酸和磷酸的體積比為=1:2,得到排布為正六邊形且陣列有序的凹坑過程模板;

(3)二次氧化過程:以步驟(2)的凹坑過程模板作陽極,鉑電極作為陰極,在0.3mol/l草酸電解質(zhì)中,100v直流電壓下,進行1.5h二次氧化,得到二次氧化過程模板;

(4)降壓減薄過程:在0.3mol/l草酸電解質(zhì)中,從100v上限電壓降壓至20v,采用降壓幅度為2.5v,間隔頻率為50s;從20v的階段電壓降壓至10v,采用降壓幅度為1.75v,間隔頻率為90s;從10v的階段電壓降壓至5v,采用降壓幅度為1.25v,間隔頻率為150s;從5v的階段電壓降壓至3v,采用降壓幅度為0.75v,間隔頻率為210s;在3v的終點電壓進行4min的恒壓氧化,得到間距分布為70~75nm的陽極氧化鋁模板;

(5)腐蝕修飾過程:對上驟(4)中所得具有特殊減薄分布的陽極氧化鋁模板進行濃度0.5mol/l的磷酸旋涂,進行33min的化學腐蝕修飾,得到間距分布仍為70~75nm,小孔徑為70~75nm,大孔徑為80~95nm的孔徑尺寸交叉混合陽極氧化鋁模板復合陣列;

(6)清洗干燥過程:用二次蒸餾水對步驟(5)中所得納米孔洞尺寸交叉混合且具有特殊可控分布的陽極氧化鋁模板進行浸泡清洗18h,后在22.5℃低常溫環(huán)境下干燥陽極氧化鋁模板;

(7)配置及成膠過程:在400ml二次蒸餾水中加入硝酸鑭4g、硝酸鈣1.08、硝酸錳4g、乙二醇12ml和檸檬酸12.8,攪拌溶解后在88℃下進行蒸發(fā)成膠至150ml,得到成膠溶液;

(8)浸潤過程:將步驟(6)中所得納米孔洞尺寸交叉混合且具有特殊可控分布的陽極氧化鋁模板浸泡至步驟(7)的成膠溶液中20min,通過毛細管吸力作用得到具有一定浸潤填充程度的模板;

(9)分段低壓直流擇優(yōu)電沉積生長過程:以步驟(8)中得到具有一定浸潤填充程度的模板作為陰極,以鉑電極作為陽極,第一階段施加3.25v低壓直流電進行電輸運輔助沉積,沉積時長為22.5min,第二階段施加6.5v低壓直流電進行電輸運輔助沉積,沉積時長為30min,形成間距分布為70~75nm,小尺寸為70~75nm,大尺寸為80~95nm的尺寸交叉混合鑭鈣錳氧納米線溶膠可控填充分布的陽極氧化鋁模板;

(10)干燥凝膠過程:對步驟(9)中所得尺寸交叉混合鑭鈣錳氧納米線溶膠可控填充分布的陽極氧化鋁模板進行干燥處理得到尺寸交叉混合鑭鈣錳氧納米線凝膠可控填充分布的陽極氧化鋁模板,干燥溫度為105℃,干燥時間為9h;

(11)燒結成相過程:對步驟(10)中所得尺寸交叉混合鑭鈣錳氧納米線凝膠可控填充分布的陽極氧化鋁模板進行燒結成相處理得到間距分布為70~75nm,小尺寸為70~75nm,大尺寸為80~95nm的尺寸交叉混合鑭鈣錳氧納米線復合陣列,燒結溫度為575℃,燒結時間為6.5h。

對該實施例制備所得間距分布為70~75nm,小尺寸為70~75nm,大尺寸為80~95nm的尺寸交叉混合鑭鈣錳氧納米線復合陣列正面進行sem掃描可得圖6,可見其尺寸交叉混合結構和間距分布可控結構。

實施例3:本制備鑭鈣錳氧納米線復合陣列的方法,具體包括如下步驟:

(1)一次氧化過程:對鋁箔原材料進行規(guī)格裁剪、高溫退火、丙酮酒精去脂和高氯酸混合液電化學拋光可得表面預處理的鋁箔片,以表面預處理后高光潔鏡面鋁箔片作陽極,鉑電極作為陰極,在0.4mol/l草酸電解質(zhì)中,50v直流電壓下,進行3h一次氧化,得到一次氧化過程模板;

(2)去氧化層過程:用質(zhì)量分數(shù)2%鉻酸和質(zhì)量分數(shù)10%磷酸的混合酸液,在80℃下對上述步驟(1)中所得一次氧化過程模板進行化學腐蝕脫洗3h,其中鉻酸和磷酸的體積比為=1:3,得到排布為正六邊形且陣列有序的凹坑過程模板;

(3)二次氧化過程:以步驟(2)的凹坑過程模板作陽極,鉑電極作為陰極,在0.4mol/l草酸電解質(zhì)中,120v直流電壓下,進行2h二次氧化,得到二次氧化過程模板;

(4)降壓減薄過程:在0.4mol/l草酸電解質(zhì)中,從120v上限電壓降壓至20v,采用降壓幅度為3v,間隔頻率為60s;從20v的階段電壓降壓至10v,采用降壓幅度為2v,間隔頻率為120s;從10v的階段電壓降壓至5v,采用降壓幅度為1.5v,間隔頻率為180s;從5v的階段電壓降壓至3v,采用降壓幅度為1v,間隔頻率為240s;在3v的終點電壓進行5min的恒壓氧化,得到間距分布為80~85nm的陽極氧化鋁模板;

(5)腐蝕修飾過程:對步驟(4)中所得具有特殊減薄分布的陽極氧化鋁模板進行濃度1mol/l的磷酸旋涂,進行60min的化學腐蝕修飾,得到間距分布仍為80~85nm,小孔徑為80~85nm,大孔徑為90~105nm的孔徑尺寸交叉混合陽極氧化鋁模板復合陣列;

(6)清洗干燥過程:用二次蒸餾水對步驟(5)中所得納米孔洞尺寸交叉混合且具有特殊可控分布的陽極氧化鋁模板進行浸泡清洗24h,后在25℃低常溫環(huán)境下干燥陽極氧化鋁模板;

(7)配置及成膠過程:在500ml二次蒸餾水中加入硝酸鑭4.75g、硝酸鈣1.4、硝酸錳4.8g、乙二醇15ml和檸檬酸15.75,攪拌溶解后在90℃下進行蒸發(fā)成膠至200ml,得到成膠溶液;

(8)浸潤過程:將步驟(6)中所得納米孔洞尺寸交叉混合且具有特殊可控分布的陽極氧化鋁模板浸泡至步驟(7)的成膠溶液中30min,通過毛細管吸力作用得到具有一定浸潤填充程度的模板;

(9)分段低壓直流擇優(yōu)電沉積生長過程:以步驟(8)中得到具有一定浸潤填充程度的模板作為陰極,以高純鉑電極作為陽極,第一階段施加5v低壓直流電進行電輸運輔助沉積,沉積時長為30min,第二階段施加10v低壓直流電進行電輸運輔助沉積,沉積時長為45min,形成間距分布為80~85nm,小尺寸為80~85nm,大尺寸為90~105nm的尺寸交叉混合鑭鈣錳氧納米線溶膠可控填充分布的陽極氧化鋁模板;

(10)干燥凝膠過程:對步驟(9)中所得尺寸交叉混合鑭鈣錳氧納米線溶膠可控填充分布的陽極氧化鋁模板進行干燥處理得到尺寸交叉混合鑭鈣錳氧納米線凝膠可控填充分布的陽極氧化鋁模板,干燥溫度為140℃,干燥時間為12h;

(11)燒結成相過程:對步驟(10)中所得尺寸交叉混合鑭鈣錳氧納米線凝膠可控填充分布的陽極氧化鋁模板進行燒結成相處理得到間距分布為80~85nm,小尺寸為80~85nm,大尺寸為90~105nm的尺寸交叉混合鑭鈣錳氧納米線復合陣列,燒結溫度為650℃,燒結時間為8h。

對該實施例制備所得間距分布為80~85nm,小尺寸為80~85nm,大尺寸為90~105nm的尺寸交叉混合鑭鈣錳氧納米線復合陣列正面進行sem掃描可得圖7,可見其尺寸交叉混合結構和間距分布可控結構。圖2為經(jīng)過化學腐蝕修飾所得純陽極氧化鋁模板正面sem圖,其結構和尺寸與后續(xù)產(chǎn)物(圖7)相符合;圖中黑色襯度為不同孔徑尺寸的通孔孔洞,灰色襯度區(qū)為非減薄區(qū),是閉合孔洞,無法在該區(qū)域生長鑭鈣錳氧納米陣列,將作為調(diào)整納米陣列間距分布的節(jié)點。圖3則為該純模板的橫截面sem圖,其結構尺寸和間距分布也符合于上文所述。

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