本發(fā)明涉及提高陽極氧化鋁模板生長效率及產(chǎn)量的裝置，特別是涉及一種制備陽極氧化鋁模板的裝置。

背景技術(shù)：

陽極氧化鋁模板是一種微納尺寸硬模板，其不但具有良好的陣列空間限域功能，同時具備耐高溫、耐酸堿、有較高微觀機(jī)械強(qiáng)度等特點，因而被廣泛使用在納米材料制備、催化反應(yīng)、微尺度分離技術(shù)以及微觀反應(yīng)容器等方面，近年來隨著納米材料科研與應(yīng)用熱度不斷攀升，對優(yōu)質(zhì)有序的陽極氧化鋁模板需求量也在急速上升，而目前商品化陽極氧化鋁模板最大的海外公司英國whatman公司已停產(chǎn)該產(chǎn)品，而國內(nèi)現(xiàn)今主要陽極氧化鋁模板的來源多為自行制備或部分科研院所（如中科院物理所等）或高校（西北工業(yè)大學(xué)）自產(chǎn)自銷。在模板產(chǎn)品質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)化上并無保障，且制備模板時的工藝穩(wěn)定性，可操作性出現(xiàn)水平參差不齊的情況，因而開發(fā)一種能夠高效大批量生產(chǎn)制備優(yōu)質(zhì)陽極氧化鋁模板且工藝可控的裝置成為了急需。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是：目前國內(nèi)外無標(biāo)準(zhǔn)化陽極氧化鋁模板生產(chǎn)制備裝置，在產(chǎn)品質(zhì)量上并無保障且制備模板時的工藝穩(wěn)定性和可操作性出現(xiàn)水平參差不齊的問題。

本發(fā)明的目的在于提供一種制備陽極氧化鋁模板的裝置，包括底端氧化裝置、中端氧化裝置、頂端氧化裝置、進(jìn)液電極管18、負(fù)極電源線ⅰ19、熱電偶夾具ⅰ20、進(jìn)液軟管21、進(jìn)液泵機(jī)22、出液軟管23、熱電偶夾具ⅱ24、頂端氧化層封蓋出液口25、出液泵機(jī)26、負(fù)極電源線ⅱ27、出液電極管28、正極電源線29，底端氧化裝置、中端氧化裝置、頂端氧化裝置從下到上依次密封連接，中端氧化裝置的個數(shù)≥1；所述底端氧化裝置包括底端氧化層下液槽1、底端氧化層密封圈帶3、底端氧化層上液槽4、底端氧化層模具5，底端氧化層下液槽1底部封閉，底端氧化層上液槽4上下開口；所述中端氧化裝置包括中端氧化層下液槽6、中端氧化層密封圈帶8、中端氧化層上液槽9、中端氧化層模具10；中端氧化層下液槽6底部封閉，中端氧化層上液槽9上下開口；

所述頂端氧化裝置包括頂端氧化層下液槽11、頂端氧化層密封圈帶12、頂端氧化層上液槽14、頂端氧化層模具15、頂端氧化層封蓋16、頂端氧化層封蓋進(jìn)液口17、頂端氧化層封蓋出液口25，頂端氧化層下液槽11底部封閉，頂端氧化層上液槽14上下開口，頂端氧化層封蓋16密封嵌套于頂端氧化層上液槽14上方，頂端氧化層封蓋16上設(shè)有頂端氧化層封蓋進(jìn)液口17和頂端氧化層封蓋出液口25；進(jìn)液電極管18上設(shè)有小孔，穿過頂端氧化層封蓋進(jìn)液口17依次與底端氧化裝置、中端氧化裝置、頂端氧化裝置的上液槽和下液槽連通，進(jìn)液軟管21和進(jìn)液電極管18通過熱電偶夾具ⅰ20密封連接，進(jìn)液軟管21與進(jìn)液泵機(jī)22連接，負(fù)極電源線ⅰ19連接于熱電偶夾具ⅰ20上；出液電極管28上設(shè)有小孔，穿過頂端氧化層封蓋出液口25依次與底端氧化裝置、中端氧化裝置、頂端氧化裝置的上液槽和下液槽連通，出液軟管23和出液電極管28通過熱電偶夾具ⅱ24密封連接，出液軟管23與出液泵機(jī)26連接，負(fù)極電源線ⅱ27連接于熱電偶夾具ⅱ24上；正極電源線29與底端氧化裝置、中端氧化裝置、頂端氧化裝置中的原材料鋁箔連接。

優(yōu)選的，本發(fā)明所述底端氧化層下液槽1、底端氧化層上液槽4、中端氧化層下液槽6、中端氧化層上液槽9、頂端氧化層下液槽11、頂端氧化層上液槽14、頂端氧化層封蓋16采用有機(jī)玻璃材質(zhì)。

優(yōu)選的，本發(fā)明所述底端氧化層模具5、中端氧化層模具10、頂端氧化層模具15均采用聚四氟乙烯材質(zhì)。

優(yōu)選的，本發(fā)明所述進(jìn)液電極管18、出液電極管28上設(shè)有小孔，依次與底端氧化裝置、中端氧化裝置、頂端氧化裝置的上液槽連通，與下液槽不連通。

本發(fā)明所述熱電偶夾具ⅰ20、熱電偶夾具ⅱ24均具有密封和循環(huán)導(dǎo)電功能。

本發(fā)明所述裝置還可以設(shè)計為兩層結(jié)構(gòu)，包括底端氧化裝置和頂端氧化裝置，不包括中端氧化裝置。

本發(fā)明所述頂端氧化層封蓋進(jìn)液口17和頂端氧化層封蓋出液口25位于頂端氧化層封蓋16的對稱位置上，使進(jìn)液電極管18和出液電極管28處于對稱位置，能最大面積均勻化電位線分布。

本發(fā)明的陽極氧化鋁模板制備裝置工作時：通過底端氧化層下液槽、底端氧化層密封圈帶、底端氧化層上液槽組合成底端氧化層，通過中端氧化層下液槽、中端氧化層密封圈帶、中端氧化層上液槽組合成中端氧化層，通過頂端氧化層密封圈帶、頂端氧化層上液槽、頂端氧化層下液槽組合成頂端氧化層，將底端氧化層、中端氧化層、頂端氧化層和頂端氧化層封蓋嵌套組合形成裝置主體，將底端氧化層鋁箔、中端氧化層鋁箔、頂端氧化層鋁箔分別密封固定于底端氧化層、中端氧化層、頂端氧化層中間并連接上正極電源線，形成正極，將底端氧化層模具、中端氧化層模具、頂端氧化層模具分別固定貼合于各自氧化層內(nèi)的鋁箔原材料上來控制氧化面積和形狀，將進(jìn)液電極管和出液電極管契合穿套過頂端氧化層封蓋進(jìn)液口和頂端氧化層封蓋出液口直至底端氧化層下液槽，將熱電偶夾具ⅰ、熱電偶夾具ⅱ分別密封于進(jìn)液電極管和出液電極管上，再將負(fù)極電源線ⅰ和負(fù)極電源線ⅱ分別連接于熱電偶夾具ⅰ和熱電偶夾具ⅱ，使進(jìn)液電極管和出液電極管具備負(fù)極功能，再通過進(jìn)液泵機(jī)、出液泵機(jī)、進(jìn)液軟管和出液軟管將氧化液送入進(jìn)液電極管和出液電極管，并通過其分散送入不同氧化層。

本發(fā)明的有益效果為：

（1）本發(fā)明所述裝置采用電解質(zhì)循環(huán)流動體系，不但能有效準(zhǔn)確控制陽極氧化鋁模板制備過程中的反應(yīng)環(huán)境溫度，可定量控制制備過程中電解質(zhì)的濃度含量和電解質(zhì)成分分散均勻性，保證反應(yīng)的均勻性和準(zhǔn)確性；以上工藝效果均能大幅提高陽極氧化鋁模板質(zhì)量。

（2）采用不銹鋼材質(zhì)的進(jìn)/出液電極管作為電化學(xué)反應(yīng)負(fù)極端，其中進(jìn)/出液電極管上的孔結(jié)構(gòu)可以保證上述電解質(zhì)循環(huán)流動體系的運轉(zhuǎn)，在該電化學(xué)氧化反應(yīng)過程中不銹鋼材電極管的反應(yīng)效果基本接近稀貴金屬電極的反應(yīng)效果，因電極管形貌可大幅增加反應(yīng)面積貫穿了多層氧化層，2根電極管位置處于對稱角度，能最大面積均勻化電位線分布，保證陽極氧化鋁模板質(zhì)量，同時因為其金屬特性可以通過負(fù)極電源線反饋回電流-時間曲線和溫度-時間曲線實時監(jiān)測反應(yīng)過程以保證上述工藝可控性。

（3）采取多層氧化結(jié)構(gòu)，能在相同環(huán)境下大批量大面積生產(chǎn)制備相同質(zhì)量的優(yōu)質(zhì)陽極氧化鋁模板，配套聚四氟乙烯模具能保證氧化時針對于正極端鋁箔原材料的電位線分布均勻且集中于氧化區(qū)，能在保證模板質(zhì)量的情況下，任意調(diào)整了模板的宏觀形狀。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的組合結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明的拆分結(jié)構(gòu)示意圖。

其中：1-底端氧化層下液槽、2-底端氧化層鋁箔、3-底端氧化層密封圈帶、4-底端氧化層上液槽、5-底端氧化層模具、6-中端氧化層下液槽、7-中端氧化層鋁箔、8-中端氧化層密封圈帶、9-中端氧化層上液槽、10-中端氧化層模具、11-頂端氧化層下液槽、12-頂端氧化層密封圈帶、13-頂端氧化層鋁箔、14-頂端氧化層上液槽、15-頂端氧化層模具、16-頂端氧化層封蓋、17-頂端氧化層封蓋進(jìn)液口、18-進(jìn)液電極管、19-負(fù)極電源線ⅰ、20-熱電偶夾具ⅰ、21-進(jìn)液軟管、22-進(jìn)液泵機(jī)、23-出液軟管、24-熱電偶夾具ⅱ、25-頂端氧化層封蓋出液口、26-出液泵機(jī)、27-負(fù)極電源線ⅱ、28-出液電極管、29-正極電源線。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不限于所述內(nèi)容。

實施例1

本實施例所述制備陽極氧化鋁模板的裝置（如圖1~2所示），包括底端氧化裝置、中端氧化裝置、頂端氧化裝置、進(jìn)液電極管18、負(fù)極電源線ⅰ19、熱電偶夾具ⅰ20、進(jìn)液軟管21、進(jìn)液泵機(jī)22、出液軟管23、熱電偶夾具ⅱ24、頂端氧化層封蓋出液口25、出液泵機(jī)26、負(fù)極電源線ⅱ27、出液電極管28、正極電源線29，底端氧化裝置、中端氧化裝置、頂端氧化裝置從下到上依次密封連接，本實施例中中端氧化裝置的個數(shù)為1個，在使用過程中根據(jù)實際需要可任意增加中端氧化裝置的數(shù)量。

所述底端氧化裝置包括底端氧化層下液槽1、底端氧化層密封圈帶3、底端氧化層上液槽4、底端氧化層模具5，底端氧化層下液槽1底部封閉，底端氧化層上液槽4上下開口；使用時再將各個部件進(jìn)行組裝，具體為：將底端氧化層鋁箔2通過底端氧化層密封圈帶3密封固定于底端氧化層下液槽1和底端氧化層上液槽4中間，形成底端氧化層，將底端氧化層模具5固定貼合在底端氧化層內(nèi)的底端氧化層鋁箔2上。

所述中端氧化裝置包括中端氧化層下液槽6、中端氧化層密封圈帶8、中端氧化層上液槽9、中端氧化層模具10；中端氧化層下液槽6底部封閉，中端氧化層上液槽9上下開口；使用時再將各個部件進(jìn)行組裝，具體為：將中端氧化層下液槽6密封嵌套于底端氧化層上液槽4上方，中端氧化層鋁箔7通過中端氧化層密封圈帶8密封固定于中端氧化層下液槽6和中端氧化層上液槽9中間，形成中端氧化層，將中端氧化層模具10固定貼合在中端氧化層內(nèi)的中端氧化層鋁箔7上。

所述頂端氧化裝置包括頂端氧化層下液槽11、頂端氧化層密封圈帶12、頂端氧化層上液槽14、頂端氧化層模具15、頂端氧化層封蓋16、頂端氧化層封蓋進(jìn)液口17、頂端氧化層封蓋出液口25，頂端氧化層下液槽11底部封閉，頂端氧化層上液槽14上下開口，頂端氧化層封蓋16密封嵌套于頂端氧化層上液槽14上方，頂端氧化層封蓋16上設(shè)有頂端氧化層封蓋進(jìn)液口17和頂端氧化層封蓋出液口25；使用時再將各個部件進(jìn)行組裝，具體為：將頂端氧化層下液槽11密封嵌套于中端氧化層上液槽9上方，頂端氧化層鋁箔13通過頂端氧化層密封圈帶12密封固定于頂端氧化層下液槽11和頂端氧化層上液槽14中間，形成頂端氧化層，將頂端氧化層模具15固定貼合在頂端氧化層內(nèi)的頂端氧化層鋁箔13上，所述頂端氧化層封蓋16密封嵌套于頂端氧化層上液槽14上方。

進(jìn)液電極管18上設(shè)有小孔，穿過頂端氧化層封蓋進(jìn)液口17依次與底端氧化裝置、中端氧化裝置、頂端氧化裝置的上液槽和下液槽連通，進(jìn)液軟管21和進(jìn)液電極管18通過熱電偶夾具ⅰ20密封連接，進(jìn)液軟管21與進(jìn)液泵機(jī)22連接，負(fù)極電源線ⅰ19連接于熱電偶夾具ⅰ20上。

出液電極管28上設(shè)有小孔，穿過頂端氧化層封蓋出液口25依次與底端氧化裝置、中端氧化裝置、頂端氧化裝置的上液槽和下液槽連通，出液軟管23和出液電極管28通過熱電偶夾具ⅱ24密封連接，出液軟管23與出液泵機(jī)26連接，負(fù)極電源線ⅱ27連接于熱電偶夾具ⅱ24上；正極電源線29與底端氧化裝置、中端氧化裝置、頂端氧化裝置中的原材料鋁箔連接。

本實施例中所述底端氧化層下液槽1、底端氧化層上液槽4、中端氧化層下液槽6、中端氧化層上液槽9、頂端氧化層下液槽11、頂端氧化層上液槽14、頂端氧化層封蓋16采用有機(jī)玻璃材質(zhì)，在實際使用過程中根據(jù)實際需要也可以選擇其他材料。

本實施例中所述底端氧化層模具5、中端氧化層模具10、頂端氧化層模具15采用聚四氟乙烯材質(zhì)，在實際使用過程中根據(jù)實際需要也可以選擇其他材料。

本實施例所述頂端氧化層封蓋進(jìn)液口17和頂端氧化層封蓋出液口25位于頂端氧化層封蓋16的對稱位置上，使進(jìn)液電極管18和出液電極管28處于對稱位置，能最大面積均勻化電位線分布。

實施例2

本實施例所述制備陽極氧化鋁模板的裝置與實施例1相同，不同在于本實施例所述進(jìn)液電極管18、出液電極管28上設(shè)有小孔，依次與底端氧化裝置、中端氧化裝置、頂端氧化裝置的上液槽連通，與下液槽不連通。

實施例3

本實施例所述制備陽極氧化鋁模板的裝置與實施例1相同，不同在于本實施例所述裝置設(shè)計為兩層結(jié)構(gòu)，即包括底端氧化裝置和頂端氧化裝置，不包括中端氧化裝置。

實施例4

本實施例所述制備陽極氧化鋁模板的裝置與實施例1相同，不同在于本實施例所述裝置設(shè)計為兩層結(jié)構(gòu)，即包括底端氧化裝置和頂端氧化裝置，不包括中端氧化裝置；所述進(jìn)液電極管18、出液電極管28上設(shè)有小孔，依次與底端氧化裝置、頂端氧化裝置的上液槽連通，與下液槽不連通。