微尺度铝膜自氧化及其在防伪标签中的应用研究

发布时间：2019-09-09 09:21

【摘要】：利用微尺度铝膜制作的防伪标签是一种新型的基于铝薄膜自氧化机理的装置。通过在器件中设置不同的电极,让器件中的微尺度铝膜在空气中吸湿或加电解质溶液后连接两个电极,使铝膜发生自氧化。通过金相显微镜观察氧化后的氧化物的形貌,发现在氧化的不同阶段出现了不同形貌的晶体,利用紫外-可见光区的光谱评价其透过性。结果表明:微尺度铝膜在器件中自氧化后在可见光波段内透过率高,因此可以被设计应用于防伪标签中。最后讨论了两种可能被应用于防伪标签的结构与机理。
【图文】：

形貌,氧化界面,铝薄膜,铝膜

从溶液中析出结晶，利用金相显微镜观察其在不同位置的析晶形貌。氧化前后的透过性也是一项重要的性能指标，取决于是否能在应用中直接用肉眼去判断样品在氧化前后的变化情况，利用紫外－可见光分光光度计考察样品氧化前后在紫外和可见光区对不同波长的光的吸收情况。采用氧化后超声波清洗后的ＰＥＴ基材为参比，分别测试氧化前后薄膜的紫外－可见光谱。２结果与讨论２．１铝膜氧化前后的金相显微镜结果分析通过金相显微镜对氧化前后的铝薄膜进行分析发现，氧化后的不同位置有不同形貌的晶体存在，如图１所示。图１微尺度铝膜氧化前后的金相显微镜图［（ａ）氧化前铝薄膜；（ｂ）氧化开始点；（ｃ）氧化起点０．５ｍｍ处；（ｄ）氧化界面０．５ｍｍ处；（ｅ）氧化界面附近］由图可知，没有氧化之前的铝膜是均匀的［图１（ａ）］，刚开始氧化时出现颗粒状的晶体［图１（ｂ）］，随着氧化距离的拉大，其晶体由颗粒状到星形［图１（ｃ）］，，再到树枝状［图１（ｄ）—（ｅ）］。其析晶过程可能是由于过饱和氢氧化铝在溶液中脱溶沉淀，从晶体学角度分析，形成氧化铝颗粒时是属于一种正的温度梯度的影响，而到枝状晶主要是受到负温度梯度的影响。过饱和的氧化铝的脱溶沉淀过程是自发的，从扩散的角度看，由于扩散存在着浓度梯度，在起点位置与氧化界面间存在着电解质浓度逐渐降低的情况，其可能是导致出现不同析晶形貌的主要原因。由于不同晶体的出现，因此需要考虑析晶后原薄膜的透光率问题，以便于应用时通过肉眼观察。２．２铝膜氧化前后的紫外－可见光谱分析考察铝氧化前后的肉眼可分辨性，分别在紫外和可见光波段，对氧化前后的铝薄膜进行分析，结果
【作者单位】：安徽理工大学材料科学与工程学院;中国科学院过程工程研究所;
【基金】：教育部回国人员科研启动基金(第48批) 安徽高校自然科学研究重点项目(KJ2015A104) 安徽省博士后基金项目(2015B061)
【分类号】：TB481

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