晶粒取向及氧化电压对阳极氧化Ta2O5纳米管形貌的影响

作     者：张玉 刘施峰 李利娟 祝佳林 邓超 ZHANG Yu;LIU Shifeng;LI Lijuan;ZHU Jialin;DENG Chao

作者机构：重庆大学材料科学与工程学院重庆400044 重庆大学电子显微镜中心重庆400044 

出 版 物：《材料导报》 (Materials Reports)

年 卷 期：2020年第34卷第8期

页      面：10-13页

核心收录：

学科分类：08[工学] 080501[工学-材料物理与化学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 

基　　金：重庆市基础科学与前沿技术研究项目(cstc2017jcyjAX0094) 科技部国家重大专项项目(2011ZX02705) 

主　　题：单晶钽片 阳极氧化 晶粒取向 氧化电压 Ta2O5纳米管 

摘      要：以(110)和(111)取向单晶钽片为原材料,在体积比为9∶1的浓H2SO4和HF电解液中,保持电压为30 V,阳极氧化1 min制备Ta2O5纳米管。对比在(110)和(111)取向单晶上制备的Ta2O5纳米管的扫描电子显微镜(SEM)图像,研究晶粒取向对阳极氧化Ta2O5纳米管形貌的影响。在相同电解液体系下,将两种不同取向单晶分别在电压为5 V、15 V、25 V、35 V的条件下氧化30 s,研究氧化电压对Ta2O5纳米管形貌的影响。研究结果表明:(111)取向更有利于Ta 2O 5纳米管的生长,其管长约为6.28μm,Ta2O5纳米管的顶部抱团成簇,纳米管外部粗糙似竹节;(110)取向制备的Ta 2O 5纳米管开口好,外管壁光滑,管长约为3.71μm;Ta2O5纳米管的管长及管径与氧化电压呈正相关,且(111)单晶生长的Ta2O5纳米管管长及管径大于(110)单晶生长的纳米管。Ta2O5纳米管的生长具有取向相关性,主要受原子排列密度的影响,原子排列密度越大,其纳米管的生长速率越小,故Ta2O5纳米管管长越短,管径越小。