CN107099838B - 一种抛光铝箔的装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种抛光铝箔的装置，包括酒***槽、反渗透滤膜网、正负极可调夹持装置、高氯酸循环流动***、酒精循环流动***；反渗透滤膜网置于酒***槽的中心组成抛光混合电解质液槽，其中，反渗透滤膜网为上端开口的容器；本发明所述装置能保证反应时抛光混合液含量恒定且均匀，准确判断其使用寿命时限，达到长时间可持续生产及工艺可控等目的，解决了目前工艺设备只能制备单一结构原材料铝箔的问题，制得多种特殊结构原材料，解决了现有设备安全性问题，大幅提高降温效果。在结构和功能上多重利用，提高装置简便性，简化工艺提高单批产量。

Description

一种抛光铝箔的装置
技术领域
本发明涉及一种抛光铝箔的装置，特别是涉及是一种高效稳定多功能抛光铝箔的装置。
背景技术
阳极氧化铝模板是一种微纳尺寸硬模板，其不但具有良好的阵列空间限域功能，同时具备耐高温、耐酸碱、有较高微观机械强度等特点，因而被广泛使用在纳米材料制备、催化反应、微尺度分离技术以及微观反应容器等方面，随着阳极氧化铝模板普及面和应用面越来越广泛，对于阳极氧化铝模板的需求量也在大幅上升，从而导致其原材料铝箔的需求量也在大幅上升，特别是因为目前商品化阳极氧化铝模板最大的海外公司英国whatman公司已停产阳极氧化铝模板，而国内现今主要阳极氧化铝模板的来源多为自行制备或部分科研院所（如中科院物理所等）或高校（西北工业大学）自产自销。为了保障阳极氧化铝模板的制备质量（模板是在纵向上自组织生长构建纳米级尺寸的阵列孔洞，故而需要横向上原材料铝箔有纳米级别的平整度，否则无法实现），需要从源头上保障原材料镜面平整度达标。而目前国内外使用的抛光装置也均为自行搭建的甚至有很大一部分就是和制备阳极氧化铝模板的装置共用，存在抛光液含量和均匀性无法控制，温度条件工艺无法控制，抛光条件工艺无法控制（如抛光间距，角度，正对应重合面积及分层结构），装置复杂导致工序繁琐效率低下等问题。因而开发一种高效稳定多功能抛光阳极氧化铝模板原材料铝箔的装置成为了急需。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：目前国内外无标准化针对阳极氧化铝模板原材料铝箔生产制备装置，而目前国内外使用的抛光装置均为自行搭建的，甚至有很大一部分就是和制备阳极氧化铝模板的装置共用，存在抛光液含量和均匀性无法控制，温度条件工艺无法控制，抛光条件工艺无法控制（如抛光间距，角度，正对应重合面积及分层机构），装置复杂导致工序繁琐效率低下等问题。
针对阳极氧化铝模板原材料铝箔的抛光电化学反应是属于定量反应，既针对特定成分和结构的材料需要在特定恒定电压值、特定恒定电解液浓度、特定恒定电解液分布情况条件下才能得到最佳抛光效果。而目前针对用以制备阳极氧化铝模板原材料铝箔最为有效的抛光液组分为高氯酸和乙醇混合液，且含量比为体积倍数比值，范围为1:2~1:7。
本发明的目的在于提供一种抛光铝箔的装置，包括酒***槽1、反渗透滤膜网2、正负极可调夹持装置、高氯酸循环流动***、酒精循环流动***；反渗透滤膜网2置于酒***槽1的中心组成抛光混合电解质液槽，其中，反渗透滤膜网2为上端开口的容器；所述正负极可调夹持装置包括负极夹头4、负极旋盘5、负极传导连接杆6、负极旋钮7、正极夹头9、正极旋盘10、正极传导连接杆11、正极旋钮12、间距角度旋钮13、传导连接杆14、整体传导连接杆15、稳压直流电源26；负极夹头4与负极旋盘5连接，负极旋盘5与负极传导连接杆6连接，负极传导连接杆6通过负极旋钮7与传导连接杆14连接；正极夹头9与正极旋盘10连接，正极旋盘10与正极传导连接杆11连接，正极传导连接杆11通过正极旋钮12与传导连接杆14连接；两个相同的传导连接杆14通过间距角度旋钮13与整体传导连接杆15连接，整体传导连接杆15与稳压直流电源26连接，整体传导连接杆15通过支架支撑；所述高氯酸循环流动***包括高氯酸出液管21、高氯酸出液泵机22、高氯酸进液泵机23、高氯酸进液管24、高氯酸循环槽25，高氯酸出液管21伸入到反渗透滤膜网2内并与高氯酸出液泵机22连接，高氯酸进液管24伸入到反渗透滤膜网2内并与高氯酸进液泵机23连接，高氯酸出液泵机22和高氯酸进液泵机23均置于高氯酸循环槽25内；所述酒精循环流动***包括酒精循环槽16、酒精进液泵机17、酒精进液管18、酒精出液管19、酒精出液泵机20；酒精进液管18伸入到酒***槽1、反渗透滤膜网2之间并与酒精进液泵机17连接，酒精出液管19伸入到酒***槽1、反渗透滤膜网2之间并与酒精出液泵机20连接，酒精进液泵机17和酒精出液泵机20均置于酒精循环槽16内。
优选的，本发明所述酒***槽1为有机玻璃材质，负极板3为高纯不锈钢材质。
优选的，本发明所述反渗透滤膜网2孔径为50~100nm，单位面积的目数为2000000~2500000。
优选的，本发明所述负极旋盘5和正极旋盘10与抛光液液面成水平平行关系，在此水平方位上具有角度旋转功能，通过负极旋盘5和正极旋盘10的旋转可以控制正极和负极之间的水平角度。
优选的，本发明所述负极传导连接杆6和正极传导连接杆11均为直锥螺纹口结构，负极旋钮7、正极旋钮12为圆盘状，圆盘周围为锯齿状，负极旋钮7、正极旋钮12周围的锯齿平行贴合在负极传导连接杆6和正极传导连接杆11的直锥螺纹口上，并相互啮合，转动负极旋钮7或正极旋钮12可以使负极传导连接杆6或正极传导连接杆11上下移动。
本发明所述装置通过正负极可调夹持装置的负极旋盘5和正极旋盘10的旋转可以控制正极和负极之间的水平角度，从而制备得到目前现行装置不能制得的具有特殊结构效果的原材料铝箔。
本发明的有益效果为：
（1）在辅以上述酒精循环流动***和高氯酸循环流动***基础上，本发明通过计算渗透压差，利用反渗透滤膜网和内外液面差，保证了在抛光时抛光混合液含量恒定且均匀得到表面平整度极高的原材料铝箔，能准确判断抛光液使用寿命时限，在保证长时间可持续生产制备的基础上达成工艺可控的目的。
（2）本发明所述装置可制备得到现有装置不能制备得到的具有特殊结构效果的原材料铝箔，解决了目前工艺设备只能制备得到平整度极为一般且结构程度单一原材料铝箔的问题，例如通过正负极角度调整、正负极间距调整、正负极平行正对面积调整同时结合相关抛光工艺条件如抛光时间等制备得到横向渐变倾斜角度原材料铝箔、横向平行倾斜角度原材料铝箔、分层间距可控的阶梯表面原材料铝箔，且所得铝箔效果不仅限于上述，亦可根据不同工艺组合得到加工效果叠加的原材料铝箔。
（3）目前所有的装置均采用水冷，气冷，物理传导等方式进行反应降温，不但存在极大的安全隐患且降温和维持温度稳定性效果极差，本发明通过采用乙醇溶液作为降温载体完全解决了安全问题，且该降温载体热传导效果和比热容要远远优于现行采用的介质，结合环绕空间结构，能够真正高效快速降低整体反应介质和区域的温度，保证了原材料铝箔质量。
（4）本发明在结构上和功能性上能够多重共同利用，例如维持抛光液含量稳定性和维持抛光液温度稳定性均采用相同组件共同作用达到效果，大幅提高装置简便性，能够简化工艺，大幅提高单批产量。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的负极传导连接杆和负极旋钮局部放大图。
图中：1-酒***槽；2-反渗透滤膜网；3-负极板；4-负极夹头；5-负极旋盘；6-负极传导连接杆；7-负极旋钮；8-铝箔正极；9-正极夹头；10-正极旋盘；11-正极传导连接杆；12-正极旋钮；13-间距角度旋钮；14-传导连接杆；15-整体传导连接杆；16-酒精循环槽；17-酒精进液泵机；18-酒精进液管；19-酒精出液管；20-酒精出液泵机；21-高氯酸出液管；22-高氯酸出液泵机；23-高氯酸进液泵机；24-高氯酸进液管；25-高氯酸循环槽；26-稳压直流电源。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明，但本发明的保护范围并不限于所述内容。
实施例1
本发明的目的在于提供一种抛光铝箔的装置（如图1所示），包括酒***槽1、反渗透滤膜网2、正负极可调夹持装置、高氯酸循环流动***、酒精循环流动***；反渗透滤膜网2置于酒***槽1的中心组成抛光混合电解质液槽，其中，反渗透滤膜网2为上端开口的容器；
所述正负极可调夹持装置包括负极夹头4、负极旋盘5、负极传导连接杆6、负极旋钮7、正极夹头9、正极旋盘10、正极传导连接杆11、正极旋钮12、间距角度旋钮13、传导连接杆14、整体传导连接杆15、稳压直流电源26；负极夹头4与负极旋盘5连接，负极旋盘5与负极传导连接杆6连接，负极传导连接杆6通过负极旋钮7与传导连接杆14连接；正极夹头9与正极旋盘10连接，正极旋盘10与正极传导连接杆11连接，正极传导连接杆11通过正极旋钮12与传导连接杆14连接；两个相同的传导连接杆14通过间距角度旋钮13与整体传导连接杆15连接，整体传导连接杆15与稳压直流电源26连接，整体传导连接杆15通过支架支撑；负极板3、负极夹头4、负极传导连接杆6、铝箔正极8、正极夹头9、正极传导连接杆11、间距角度旋钮13、传导连接杆14、整体传导连接杆15、稳压直流电源26依次连接形成抛光基础电路，接入抛光原材料和抛光液后整体电路闭合。
所述高氯酸循环流动***包括高氯酸出液管21、高氯酸出液泵机22、高氯酸进液泵机23、高氯酸进液管24、高氯酸循环槽25，高氯酸出液管21伸入到反渗透滤膜网2内并与高氯酸出液泵机22连接，高氯酸进液管24伸入到反渗透滤膜网2内并与高氯酸进液泵机23连接，高氯酸出液泵机22和高氯酸进液泵机23均置于高氯酸循环槽25内。
所述酒精循环流动***包括酒精循环槽16、酒精进液泵机17、酒精进液管18、酒精出液管19、酒精出液泵机20；酒精进液管18伸入到酒***槽1、反渗透滤膜网2之间并与酒精进液泵机17连接，酒精出液管19伸入到酒***槽1、反渗透滤膜网2之间并与酒精出液泵机20连接，酒精进液泵机17和酒精出液泵机20均置于酒精循环槽16内。
本实施例所述酒***槽1可优选有机玻璃材质，负极板3选用高纯不锈钢材质，根据实际需要也可以选择其他材料。
本实施例所述反渗透滤膜网2孔径为50~100nm中的任意值（例如50 nm、80 nm、100nm），单位面积的目数为2000000~2500000中的任意值（例如2000000、2300000、2500000）。
本实施例所述负极旋盘5和正极旋盘10与抛光液液面成水平平行关系，在此水平方位上具有角度旋转功能。
本实施例所述负极传导连接杆6和正极传导连接杆11均为直锥螺纹口结构，负极旋钮7、正极旋钮12为圆盘状，圆盘周围为锯齿状，负极旋钮7、正极旋钮12周围的锯齿平行贴合在负极传导连接杆6和正极传导连接杆11的直锥螺纹口上，并相互啮合，转动负极旋钮7或正极旋钮12可以使负极传导连接杆6或正极传导连接杆11上下移动，（如图2所示）。
本实施例所述装置用于抛光阳极氧化铝模板结构性铝箔原材料，通过正负极可调夹持装置的负极旋盘5和正极旋盘10的旋转可以控制正极和负极之间的水平角度，从而制备得到目前现行装置不能制得的具有特殊结构效果的原材料铝箔。
实施方式1：通过负极旋盘将高纯不锈钢材质的负极板置于0°位置（0°位置是指正负极板全面积正对应平行时所处角度位置），通过正极旋盘将高纯原材料铝箔正极置于45°位置能得到横向渐变倾斜角度的抛光原材料铝箔（因在抛光条件均相同的情况下，抛光程度与抛光正负极间距呈正比关系，在相同抛光时间条件下，间距较远区域抛光程度较弱，反之）；
实施方式2：通过负极旋盘将高纯不锈钢材质负极板置于45°位置，通过正极旋盘将高纯原材料铝箔正极置于45°位置能得到横向平行倾斜角度原材料铝箔（因当抛光正负极呈一定角度的平行状态，电位线排布非垂直于正负极表面而是也呈一定角度状态，进而得到表面平整度呈一定角度的分层结构原材料铝箔）；
实施方式3：通过负极旋盘将高纯不锈钢材质负极板置于0°位置，通过正极旋盘将高纯原材料铝箔正极置于0°位置，随着反应时间的设定，在反应过程中通过正极传导连接杆和正极旋钮将高纯原材料铝箔正极拔高位置，既高纯原材料铝箔正极和高纯不锈钢材质负极板平行正对面积错开，错开部分不再进行抛光而其余部分继续进行抛光反应，可以通过被抛光时间条件的控制得到分层间距可控的阶梯表面原材料铝箔，辅以间距角度旋钮调整不同分层抛光区在抛光时的正负极间距，进而增加或减弱抛光效果；根据所得到的铝箔原材料可制备得到阶梯式阳极氧化铝模板，基于该型模板可制备不同的纳米阶梯阵列材料。
所得铝箔效果不仅限于上述，亦可根据不同的工艺组合得到加工效果叠加的原材料铝箔。

Claims (5)

1.一种抛光铝箔的装置，其特征在于：包括酒***槽（1）、反渗透滤膜网（2）、正负极可调夹持装置、高氯酸循环流动***、酒精循环流动***；反渗透滤膜网（2）置于酒***槽（1）的中心组成抛光混合电解质液槽，其中，反渗透滤膜网（2）为上端开口的容器；
所述正负极可调夹持装置包括：负极夹头（4）、负极旋盘（5）、负极传导连接杆（6）、负极旋钮（7）、正极夹头（9）、正极旋盘（10）、正极传导连接杆（11）、正极旋钮（12）、间距角度旋钮（13）、传导连接杆（14）、整体传导连接杆（15）、稳压直流电源（26）；负极夹头（4）与负极旋盘（5）连接，负极旋盘（5）与负极传导连接杆（6）连接，负极传导连接杆（6）通过负极旋钮（7）与传导连接杆（14）连接；正极夹头（9）与正极旋盘（10）连接，正极旋盘（10）与正极传导连接杆（11）连接，正极传导连接杆（11）通过正极旋钮（12）与传导连接杆（14）连接；两个相同的传导连接杆（14）通过间距角度旋钮（13）与整体传导连接杆（15）连接，整体传导连接杆（15）与稳压直流电源（26）连接，整体传导连接杆（15）通过支架支撑；
所述高氯酸循环流动***包括：高氯酸出液管（21）、高氯酸出液泵机（22）、高氯酸进液泵机（23）、高氯酸进液管（24）、高氯酸循环槽（25），高氯酸出液管（21）伸入到反渗透滤膜网（2）内并与高氯酸出液泵机（22）连接，高氯酸进液管（24）伸入到反渗透滤膜网（2）内并与高氯酸进液泵机（23）连接，高氯酸出液泵机（22）和高氯酸进液泵机（23）均置于高氯酸循环槽（25）内；
所述酒精循环流动***包括：酒精循环槽（16）、酒精进液泵机（17）、酒精进液管（18）、酒精出液管（19）、酒精出液泵机（20）；酒精进液管（18）伸入到酒***槽（1）、反渗透滤膜网（2）之间并与酒精进液泵机（17）连接，酒精出液管（19）伸入到酒***槽（1）、反渗透滤膜网（2）之间并与酒精出液泵机（20）连接，酒精进液泵机（17）和酒精出液泵机（20）均置于酒精循环槽（16）内。
2.根据权利要求1所述一种抛光铝箔的装置，其特征在于：所述酒***槽（1）为有机玻璃材质；所述负极板（3）为高纯不锈钢材质。
3.根据权利要求1所述一种抛光铝箔的装置，其特征在于：所述反渗透滤膜网（2）孔径为50~100nm，单位面积的目数为2000000~2500000。
4.根据权利要求1所述一种抛光铝箔的装置，其特征在于：所述负极旋盘（5）和正极旋盘（10）与抛光液液面成水平平行关系，在此水平方位上具有角度旋转功能。
5.根据权利要求1所述一种抛光铝箔的装置，其特征在于：所述负极传导连接杆（6）和正极传导连接杆（11）均为直锥螺纹口结构，负极旋钮（7）、正极旋钮（12）为圆盘状，圆盘周围为锯齿状，负极旋钮（7）、正极旋钮（12）周围的锯齿平行贴合在负极传导连接杆（6）和正极传导连接杆（11）的直锥螺纹口上，并相互啮合。
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