科创中国

阳极氧化铝(AAO)模板法具有结构可调、绝缘性好、稳定性好等优点，被广泛应用于大面积图案化纳米结构的制备。基于AAO模板结合电化学沉积、化学气相沉积、溶胶-凝胶和磁控溅射等方法已成功辅助制备出聚合物、金属等图案化纳米结构，包括纳米颗粒、纳米管和纳米线/棒。所制得的纳米结构的物理和化学性质随其形貌的变化而变化。结合光刻技术和纳米压印法可获得形貌可控的AAO模板。例如，Zhan等人利用可重复使用的镍母版，通过纳米压印技术制得了纳米孔为方形的、周期为400nm的AAO模板。其中的镍母版是从通过光刻工艺制备的硅图案复制而来的，具有较高的制备成本。利用排列高度规整的聚苯乙烯(PS)微球阵列为压印母版，为经济有效的调控AAO模板的形貌提供了一种新的技术途径。本发明提出利用PS微球阵列作为母版，在其上方沉积氮化钛以提升硬度，通过纳米压印技术，在抛光的高纯铝衬底上压印出纳米凹坑阵列，它复制了PS纳米微球阵列的圆形凸起，进一步通过两步阳极氧化法制备出孔形貌接近圆形的纳米阵列。该发明区别于基于光刻工艺制备作为纳米压印的母版，单层PS微球阵列自组装技术获得的母版成本较低，所制得的阳极氧化铝孔形貌天然呈现

为了解决上述技术问题，本发明提供一种可低成本阳极氧化铝及其制备方法，该方法利用聚苯乙烯微球阵列结合纳米压印法，实现简单低成本制备孔形貌呈现类圆形的大孔径阳极氧化铝模板。

本发明通过将自主装PS纳米微球阵列作为纳米压印母版，结合两步阳极氧化法，改变了阳极氧化铝模板的微孔形貌。

本发明采用PS纳米微球阵列作为纳米压印母模板，可实现高性能纳米结构阵列的构建。

本发明不仅能使AAO模板的孔形貌呈现类圆形，并且单层PS微球阵列自组装技术获得的母版成本较低，氮化钛硬度提升层的引入可使得PS微球阵列重复使用，实现了低成本高效益AAO模板的制备。

为加快产学研一体化发展，2019年12月，兴县经济技术开发区与太原理工大学签署了全面合作协议，成立了兴县铝镁新材料研发有限公司，为开发区内企业提供项目论证、新技术研发、传统产业升级、科技成果转化、铝镁材料深加工技术攻关等全方位服务。截至目前，铝镁新材料产业园区铝产业入驻企业7户，投产5户；签约引进5个铝镁新材料产业项目，总投资16.3亿元。其中，包头一禾稀土铝业10万吨铝合金杆延伸5万吨合金铝导线项目、上海正岸物资贸易有限公司5万吨铸造铝合金及配套铸件项目、河北亚泰电力金具有限公司8万吨铝电力金具项目等3个入驻标准化厂房的项目已投产；华兴铝业氧化铝产能2016年已达到200万吨。

本发明实施制备的AAO模板其纳米孔形貌更接近于圆形，而仅采用两步阳极氧化法(即对比例1)制备的AAO模板其纳米孔形貌呈现六方形。这表明，利用PS纳米微球阵列作为母版，通过纳米压印技术结合两步阳极氧化法可实现低成本、高效益的制备形貌可调的AAO模板。

技术合作