专利名称：具有穿透纳米孔的三氧化二铝陶瓷箔材料的制备方法
技术领域：
本发明涉及三氧化二铝陶瓷箔材料领域，具体是指一种将铝箔通过电化学阳极氧化转化成具有穿透纳米孔的三氧化二铝陶瓷箔材料的制备方法。
背景技术：
铝板及铝块在进行电化学阳极氧化时，表面会生成一层三氧化二铝膜，这层三氧化二铝膜是多孔的，直径小于100nm，厚度可以达到30μm，孔的轴向垂直于材料表面，而且分布非常均匀(《悄悄进行的破坏——金属腐蚀》，曹楚南编著，清华大学出版社，曁南大学出版社，2000年6月第一版，P77～80)。申请号为01107430.2的中国发明专利公开了一利铝制锅快速阳极硬质氧化方法，其特征是将铝制锅在常温碱液中去污后在40℃～50℃的温度条件下加表面活化剂活化，再进行硬质阳极氧化处理，最后用化学封孔剂和纯水对表面封孔，制备获得氧化膜保护层；申请号为90101981.X的中国发明专利公开了一种镀铝薄膜化学氧化法，工艺过程为首先在基底材料制备镀铝膜层，然后在镀铝膜层表面用磷酸、铬酸盐氧化法制取氧化膜保护层。通过上述材料表面处理技术制备获得的三氧化二铝陶瓷膜材料总是附着在衬底(或零件)的表面，实际上是表面膜，总是与衬底结合在一起的，衬底材料的厚度远大于薄膜材料的厚度，这种情况下无法单独对三氧化二铝陶瓷膜材料进行使用。但在很多情况下，单纯的薄膜与附着在衬底表面上的性能不同，在工业生产中有广泛的应用，而现有技术仍无法制备获得单纯的不是附着在衬底材料上的三氧化二铝陶瓷箔材料。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种具有穿透纳米孔的三氧化二铝陶瓷箔材料的制备方法。
本发明的目的通过下述技术方案实现一种具有穿透纳米孔的三氧化二铝陶瓷箔材料的制备方法包括下述步骤及工艺条件首先将铝箔与导电材料的表面相贴合，铝箔与导电材料的表面相接触后，维持铝箔与导电材料之间导电；再将贴合有铝箔的导电材料作为阳极置于电化学阳极氧化溶液中进行氧化反应，从而将铝箔转变成三氧化二铝，并在厚度方向形成穿透的微孔，将三氧化二铝陶瓷箔从导电材料表面上分离之后，则获得具有均匀穿透微孔的单纯的三氧化二铝陶瓷箔材料。
为更好地实现本发明，将铝箔与导电材料的表面相贴合的方法为用导电胶将所述铝箔贴合在金属平板上；还可以将所述铝箔卷绕包覆在筒形件上，使铝箔与筒形件的外表面相贴合。
为更好地实现本发明，可以当铝箔卷绕包覆在不导电的筒形件上时，使包覆形成的外层的铝箔和内层的铝箔互相接触。
为更好地实现本发明，可以将所述阳极置于电化学阳极氧化溶液中，电化学阳极氧化溶液只与铝箔的一面接触，电化学阳极氧化反应只从铝箔的外表面进行。
为更好地实现本发明，在铝箔上用胶带贴成环形，在电化学阳极氧化过程中，被胶带贴成环形的部分不参与化学反应，仍然为铝箔，铝箔的中间面积部分被转化成三氧化二铝，从而形成中间面积部分为三氧化二铝而周边为铝的箔材料。
本发明的作用原理是铝板及铝块在进行电化学阳极氧化时，表面会生成一层三氧化二铝膜，这层三氧化二铝膜是多孔的，直径小于100nm，厚度可以达到30μm，孔的轴向垂直于材料表面，而且分布非常均匀。由于铝板或铝块较厚，其表面的三氧化二铝膜较薄，形成的微孔没有穿透整片材料。无法将铝板或铝块上的三氧化二铝膜完整地从铝板或铝块上分离开，所以无法利用具有微孔的三氧化二铝进行过滤。当采用铝箔贴合在导电材料的表面进行电化学阳极氧化时，可以保证铝箔的导电性，由于铝箔较薄，铝箔可以完全转化成三氧化二铝，形成的微孔可以穿透整个箔材料，因而可应用于气体或液体的精细过滤。
本发明与现有技术相比具有如下的优点及效果1、本发明制备的三氧化二铝陶瓷箔材料具有微米级厚度、纳米级通孔，而且微孔均匀；2、采用本发明可以保证铝箔在电化学阳极氧化过程中的导电性；3、本发明获得的三氧化二铝陶瓷箔可应用于气体或液体的精细过滤，具有较好的市场前景，在工业生产中使用可带来巨大的经济效益；4、本发明工艺简单，制备效率高，经济成本低，适合于工业化生产。
具体实施例方式
下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1用厚度为30μm的纯铝箔均匀卷绕包覆在PVC筒形件上，轻拉铝箔使铝箔与筒形件的外表面相贴合，并使外层的铝箔与内层的铝箔相接触。再将铝箔边缘处用胶带密封，在电化学阳极氧化过程中不使溶液进入铝箔贴合在PVC筒形件上的内表面。将卷绕包覆在PVC筒形件上铝箔作为阳极置于电化学阳极氧化溶液中，使电化学阳极氧化溶液只与铝箔的一面接触，因而电化学阳极氧化反应从铝箔的一个表面进行。电化学阳极氧化溶液的浓度为1mol/L的硫酸电解溶液中，硫酸电解溶液的温度为3℃，阳极电流密度为4A/dm2，电解槽的电压为100V；在此过程中，铝箔发生氧化反应转化成三氧化二铝，将没有形成通孔的阻挡层转移到底层的铝箔上，从而在表层的铝箔的厚度方向形成通孔隙，将表层的三氧化二铝陶瓷箔从底层的铝箔上分离之后，则获得具有均匀穿透微孔的单纯的三氧化二铝陶瓷箔材料。本发明经阳极氧化将纯铝箔转变成具有微小通孔隙的三氧化二铝陶瓷箔材料，可用于气体和液体的精细过滤。
实施例2本实施例除下述过程外与实施例1相同用导电胶将厚度为10μm的纯铝箔均匀贴合在铝板上，再将铝箔边缘处用胶带密封，以便在电化学阳极氧化过程中不使溶液进入铝箔与铝板贴合表面之间。电化学阳极氧化过程完成之后，将三氧化二铝陶瓷箔从铝板表面上分离，并去胶之后，则获得具有均匀穿透微孔的单纯的三氧化二铝陶瓷箔材料。
实施例3本实施例除下述过程外与实施例1相同将厚度为10μm的纯铝箔均匀贴合在铝板上，再将铝箔边缘处用胶带密封，并在铝箔上用胶带贴成一个环形，在电化学阳极氧化过程中，环形中间面积的铝箔被氧化成三氧化二铝陶瓷箔材料，被胶带贴成环形的部分不参与化学反应，仍然为铝箔，从而形成中间面积部分为三氧化二铝而周边为铝的箔材料。周边的铝韧性较好，可以用作箔材料安装时的夹持部分，在使用过程中就不会轻易破坏较脆的三氧化二铝。
权利要求
1.具有穿透纳米孔的三氧化二铝陶瓷箔材料的制备方法，其特征在于包括下述步骤和工艺条件首先将铝箔与导电材料的表面相贴合，铝箔与导电材料的表面相接触后，维持铝箔与导电材料之间导电；再将贴合有铝箔的导电材料作为阳极置于电化学阳极氧化溶液中进行氧化反应，从而将铝箔转变成三氧化二铝，并在厚度方向形成穿透的微孔，将三氧化二铝陶瓷箔从导电材料表面上分离之后，则获得具有均匀穿透微孔的单纯的三氧化二铝陶瓷箔材料。
2.根据权利要求1所述的具有穿透纳米孔的三氧化二铝陶瓷箔材料的制备方法，其特征在于将铝箔与导电材料的表面相贴合的方法为用导电胶将铝箔贴合在金属平板上。
3.根据权利要求1所述的具有穿透纳米孔的三氧化二铝陶瓷箔材料的制备方法，其特征在于将铝箔与导电材料的表面相贴合的方法为将铝箔卷绕包覆在筒形件上。
4.根据权利要求1或3所述的将铝箔与导电材料的表面相贴合的方法，其特征在于当铝箔卷绕包覆在不导电的筒形件上时，包覆形成的外层的铝箔和内层的铝箔互相接触。
5.根据权利要求1所述具有穿透纳米孔的三氧化二铝陶瓷箔材料的制备方法，其特征在于将所述阳极置于电化学阳极氧化溶液中，电化学阳极氧化溶液只与铝箔的一面接触，电化学阳极氧化反应只从铝箔的外表面进行。
6.根据权利要求1所述具有穿透纳米孔的三氧化二铝陶瓷箔材料的制备方法，其特征在于在铝箔上用胶带贴成环形，在电化学阳极氧化过程中，被胶带贴成环形的部分不参与化学反应，仍然为铝箔，铝箔的中间面积部分被转化成三氧化二铝，从而形成中间面积部分为三氧化二铝而周边为铝的箔材料。
全文摘要
本发明提供一种具有穿透纳米孔的三氧化二铝陶瓷箔材料的制备方法，包括首先将铝箔贴合在一种导电材料的表面，使材料的表面相接触，维持材料之间导电；再将贴合有铝箔的导电材料作为阳极置于电化学阳极氧化溶液中使铝箔进行氧化反应，从而将铝箔转变成三氧化二铝，并在厚度方向形成穿透的微孔，将三氧化二铝陶瓷箔从导电材料表面上分离之后，则获得具有均匀穿透微孔的单纯的三氧化二铝陶瓷箔材料。本三氧化二铝陶瓷箔材料可以直接应用于气体和液体的精细过滤。本发明可以有效、快速、方便、完整地制得独立存在纳米级孔径的三氧化二铝陶瓷箔材料，工艺简单，操作方便，经济成本低，生产效率高，适合于工业上批量生产应用，市场前景非常广阔。
文档编号C04B35/10GK1654419SQ20051003266
公开日2005年8月17日 申请日期2005年1月4日 优先权日2005年1月4日
发明者周照耀, 夏伟, 邵明, 王郡文 申请人:华南理工大学