1、孔隙率與多孔層厚度是影響多孔硅性質(zhì)與應(yīng)用的兩個主要參數(shù)，因此準確測量二者尤為重要。在孔隙率和多孔層厚度測定的多種方法中，失重法因具有測量直接、操作方便、成本低和測量不需任何假設(shè)等優(yōu)點而一直作為測定首選方法。此方法測定孔隙率和與多孔層厚度是一個破壞性過程，它需用堿溶液除盡多孔硅層，該過程實為多孔硅層在堿液中的強烈腐蝕與溶解過程。因多孔硅層在堿溶液中的腐蝕和溶解可直接影響孔隙率和多孔層厚度測定的準確性，所以論文系統(tǒng)研究了多孔硅在不同堿性溶液

2、中的腐蝕行為、確定了失重法測定孔隙率與多孔層厚度的最優(yōu)化條件并提了孔隙率測定的新方法。其主要研究結(jié)果如下：
　　1)采用電化學(xué)陽極氧化法制得了不同多孔硅試片，并用SEM、XRD、DSC-TG、IR和失重法對所得多孔硅的形貌、微結(jié)構(gòu)、熱穩(wěn)定性、質(zhì)量變化、孔隙率和多孔層厚度變化規(guī)律進行了研究。研究發(fā)現(xiàn)陽極氧化制備多孔硅過程中，單晶硅的溶解符合Faraday電解定律，其質(zhì)量變化可通過m1-m2=1.8582×10-和m1-m2=6937

3、×10-6.J+1.0631×10-5.J-t計算得到。在較大陽極氧化電流密度條件下(＞30 mA·cm-2)，多孔硅層龜裂程度隨陽極氧化時間(10~60 min)增加而加劇?？紫堵逝c多孔層厚度均隨陽極氧化電流密度與陽極氧化時間增加而增大，在電流密度為30 mA·cm2條件下單晶硅經(jīng)30 min陽極氧化制得的多孔硅其孔隙率與多孔層厚度分別為26.33％和144.1μm。另外，升溫速率或氣氛不同則多孔硅粉末的熱穩(wěn)定性不同，以5℃·min-

4、1的升溫速率加熱多孔硅粉末試樣使其從室溫上升至1250℃，試樣在空氣、N2和Ar氣氛中各自增重72.62%、36.75%和2.15%。
　　2)分別以NaOH、KOH、TMAOH((CH3)4NOH)、Ba(OH)2、Ca(OH)2、NaOC2H5、NaOCH3、Na2CO3、NaHCO3和NH3·H2O溶液作為腐蝕液，其中僅 NaOH、KOH和TMAOH可除盡多孔硅層。多孔硅在NaOH、KOH和TMAOH溶液中腐蝕明顯受腐蝕液濃

5、度、乙醇(EtOH)添加劑含量和腐蝕體系溫度影響，其腐蝕現(xiàn)象、腐蝕機理和腐蝕參數(shù)因腐蝕體系不同而存在明顯差異。另外，多孔硅在 TMAOH中發(fā)生腐蝕反應(yīng)所得白色腐蝕中間產(chǎn)物主要為SiO2和[(CH3)4N]2SiO3的混合物。
　　3)多孔硅在NaOH、KOH和TMAOH中分別發(fā)生腐蝕反應(yīng)，其腐蝕速率均隨腐蝕體系溫度升高而增大。NaOH和KOH溶液中，腐蝕液濃度增加將導(dǎo)致腐蝕速率增加、腐蝕電流密度增大和腐蝕電位負移。不同濃度TMAO

6、H溶液(0.1 M~2.0 M)，多孔硅在0.5 MTMAOH中所得腐蝕速率最大。1.0 M KOH、1.0 M NaOH和1.0 MTMAOH中，所得多孔硅(30 mA·cm2-30 min)的腐蝕速率(318 K)分別為：322.4、296.4和196.7 g·m-2·h-1，腐蝕電位與腐蝕電流密度(291 K)分別為：-1.486、-1.474、-1.554 V和2.427×10-5、2.349×10-5、6.743×10-6 A

7、·cm-2。另外，這三種腐蝕液中添加EtOH均導(dǎo)致腐蝕電位發(fā)生正移。
　　4)多孔硅分別在1.0 M NaOH、1.0 M NaOH/EtOH(20%)、1.0 M KOH、1.0 M KOH/EtOH(30%)、0.5 M TMAOH和1.0 M TMAOH中發(fā)生腐蝕反應(yīng)的表觀活化能(Ea)、指前因子(A)、表觀焓變(△Ha)和表觀熵變(△Sa)分別在文中計算得到。多孔硅(30 mA·cm2-30 min)在1.0 M NaOH

8、和1.0 M NaOH/EtOH(20%)中發(fā)生腐蝕反應(yīng)的表觀活化能和指前因子分別為18.79、36.62 kJ·mol-1和3.45×105、4.35×108 g·m-2·h-1，這表明 EtOH添加劑使多孔硅在 NaOH中腐蝕速率增加主要是造成指前因子增大所致。
　　5)采用失重法測定多孔硅孔隙率與多孔層厚度時，測定的準確性明顯受腐蝕液種類、腐蝕液濃度、腐蝕時間、EtOH添加劑含量和腐蝕體系溫度等因素影響。研究發(fā)現(xiàn)1.0 M