腐蚀条件对电极箔性能的影响
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腐蚀工艺对稀土铝箔比电容的影响摘要结合内蒙古稀土资源的优势,通过扩大铝箔的表面积的工艺,来开发稀土铝箔电解电容器,以获得更高的比电容。
本研究以添加不同Ce含量的稀土铝箔铝锭和高纯铝箔铝锭为主要研究对象,通过先对铝箔半成品进行冷轧和再结晶退火以制成0.11mm厚的铝箔,再对的铝箔样品依次经过抛光前处理、电解抛光、直流电解腐蚀、腐蚀后处理及腐蚀比电容测试。
通过外加不同的电流密度、腐蚀时间以及添加不同含量的稀土等,从而研究其对比电容和织构的影响。
研究结果表明,腐蚀工艺对稀土铝箔腐蚀比电容有影响。
添加适量Ce的稀土铝箔的腐蚀比电容值比高纯铝箔的相应偏高。
在本实验中,以加入Ce含量为0.01%时的稀土铝箔在一定工艺下所获取的最大腐蚀比电容值最大,其值为12.20μF/cm2。
关键词铈;铝箔;直流电解腐蚀;蚀坑;比电容Abstract Combing the advantages with resource of Inner Mongolia Rare Earth, by expanding the surface area of aluminum foil technology to develop the rare-earth aluminum electrolytic capacitors, so as to obtain higher capacitance.This research take Ce aluminum foil of different Ce content and high pure aluminum foil as main subject investigated. Through cold rolling of semi-manufactured aluminum foil and recrystallization annealing of aluminum foil, which be made into 0.11mm thick. And through fore treatmenting of aluminum foils which have been gived appropriate size, electrolytic polishing, DC electrolytic etching, post treatment and testing of the etching specific capacitance. Though the addition of different current density, etching time and adding different rare earth, so as to study the effects of the comparative capacitance and texture.Compare to high pure aluminum foil, the specific capacitance of the rare-earth aluminum foil alloyed with Ce in proper content is higher.The etched specific capacitance in rare-earth aluminum foil with Ce in a concentration of 0.01% can reach 12.20μF/cm2 which is the biggest.Key Words Ce;aluminum foil;DC electrolytic etching;pitting;specific capacitance前言铝电解电容器的比电容与其电介质层的有效表面积和介电常数成正比,与电介质层的厚度成反比。
电解电容器用铝箔腐蚀工艺摘要:随着电子工业的快速发展,电解电容器的应用越来越广泛,作为电子信息产业基础元器件类产品的电子专用材料,其性能直接影响到基础元器件类产品的使用效果,这对电解电容器的性能提出了较高的要求,腐蚀是化成箔制造的前道工序,也是提高电解电容器性能的关键,因此本文采用正交实验的方法,深入研究电解电容器用铝箔扩面腐蚀工艺,以供相关从业人员借鉴学习。
关键词:电子技术;腐蚀工艺;铝箔电子工业的繁荣,带动了电子信息产业的发展,人们对中高档的电解电容器腐蚀化成箔的需求量越来越大,这也导致电解电容器腐蚀化成箔市场的供不应求[1],为了满足电子信息产业的发展,商家迫切的要求电解电容器的比容不断提高,本文将立足于电解电容器的结构以及特点,深入研究点解电容器用铝箔扩面腐蚀工艺。
一、电解电容器的结构及其特点(一)电解电容器的优点电解电容器与其他类型的电容器相比,拥有单位体积容量大、额定容量大、工作电厂强度高、具有自愈作用、介质层厚度可控制的优点,因此被广泛的应用于电子产业基础元件的制造当中,并获得了业内的认可。
首先,电解电容器的单位体积电容量大,与其他类型的电容器相比,单位体积容量可能是其十几倍到几十倍,并且电解电容器的电解质厚度也是其他电容器的几十到几百倍。
其次,电解电容器的额定容量大,由于电解电容器氧化膜厚度较大,因此很容易扩大面积,可以按照产品制造的要求,增加电解电容器的额定电容量。
最后,电解电容器还具有自愈作用,电容器电解质如果发生破坏,电解液中的酸根离子能够在短时间内将破坏位置堵住,从而使电解电容器恢复正常的状态,这在一定程度上增加了电解电容器的应用范围。
在铝箔的内部存在着立方织构,在[100]方向时,它的弹性模量处于最小化的状态,且呈现着较低的轻度。
这直接表明了在该方向时,其原子间结合力处于最小的状态。
若把它放置到腐蚀的介质中,则在直流电的作用下,腐蚀会顺延着[001]的方向逐步蔓延。
在经过(100)的平行面后,表面会逐渐向内延伸,形成一个柱形的腐蚀、而通过隧道的侵蚀,其腐蚀的面积会日益扩大化,直接导致铝箔的表面面积逐渐提高。
随着电子工业的飞速发展,铝电解电容器的应用更加广泛,性能要求也越来越高。
铝电解电容器用腐蚀化成箔是电子信息产业基础元器件类产品的电子专用材料,中高档次的中高压铝电解电容器腐蚀化成箔市场供不应求。
作为额定电压超过200V的中高压电解电容器用腐蚀化成箔,质量要求高、生产难度大,国内只有少数厂家生产,但性能满足不了用户的使用要求,因而迫切要求在保证腐蚀铝箔弯折强度的前提下比容不断提高。
高压电解电容器阳极用腐蚀箔的比容更是制约高压大容量电解电容器体积的关键所在。
除了光箔自身质量外,对于铝电解电容用铝箔,腐蚀工艺是获得高比容、高强度等优异性能的关键工艺环节。
腐蚀是化成箔制造的前道工序。
腐蚀箔比容是化成箔比容的基础和关键。
为获得满意性能,腐蚀工艺多种多样,但有些工艺在获得优良性能的同时却带入了令人头痛的环保问题(如铬酸-氢氟酸体系)。
为此,人们致力于高性能环保型的腐蚀工艺开发研究。
近年来,国内以盐酸-硫酸或盐酸-硫酸-硝酸为代表的腐蚀工艺体系使腐蚀铝箔比容发生了质的飞跃,性能得以大幅提高,为国内电容器用铝箔的发展开辟了广阔的道路。
笔者采用正交实验法,研究了相关工艺参数,寻找最佳工艺条件。
1实验1.1腐蚀工艺规范实验选用110μm厚的光箔,系纯度为99.99%的高纯铝。
采用硫酸-盐酸腐蚀体系。
腐蚀工艺为(走箔速度100cm/min):1.2性能测试以日本JCC2000标准,对腐蚀箔测定比容,电压是600V采用铝箔弯折试验机测定腐蚀箔的弯折强度;用H-8010扫描电子显微镜观察分析腐蚀箔的腐蚀形貌和横截面形貌。
腐蚀箔填充树脂胶固化后用碱溶去腐蚀箔后用SEM-6480LV扫描电子显微镜观察腐蚀孔形貌。
2结果与讨论腐蚀工艺规范改变的实验结果见表2。
铝及其合金是具有自纯化特性的金属和合金,在一定酸性介质中(如含CL-介质)发生电化学小孔腐蚀。
小孔腐蚀的过程包括:1.在纯态金属表面的成核;2.小孔的成长。
老伯伯的腐蚀工艺就是对这两个过程的控制。
腐蚀机理对金属材料导电性能的影响研究腐蚀是金属材料在化学或电化学反应中,与环境中的氧气、水等发生反应,从而导致金属表面的失去或减弱的过程。
腐蚀机理可以通过影响金属材料的导电性能,从而对其在电子工业、电气工程等领域的应用产生影响。
本文将从腐蚀机理对金属材料导电性能的影响进行研究。
首先,腐蚀会导致金属材料表面的氧化,形成氧化物膜。
氧化物膜的存在会改变金属材料的电导率。
一方面,氧化物膜属于绝缘体,不具备导电性能,因此其存在会阻碍金属的导电。
另一方面,氧化物膜薄而致密时,仍然可以部分传导电流,但具备一定的电阻。
因此,腐蚀形成的氧化物膜对金属材料的导电性能产生一定的限制。
其次,腐蚀还会导致金属材料表面形成孔洞或裂纹。
这些孔洞或裂纹会导致金属材料的导电性能降低。
当孔洞或裂纹发生在金属材料的导电路径上时,电流在流经金属材料时会受到阻碍,产生电阻。
这会导致电流的流动受到限制,从而降低金属材料的导电性能。
此外,腐蚀还会改变金属材料的结晶结构,从而影响其导电性能。
腐蚀会引起金属晶粒的变小和形状的变化,导致晶粒边界的增多。
晶粒边界是导电材料中电子流动的阻碍区域,其存在会增加材料的电阻。
因此,腐蚀引起的晶粒边界的增多会降低金属材料的导电性能。
另外,腐蚀还会引起金属材料的断裂或脆化,从而破坏导电路径。
脆性的金属材料在受到应力时容易发生断裂,使导电路径中断。
这会导致电流无法顺畅地通过金属材料,从而降低其导电性能。
综上所述,腐蚀机理对金属材料的导电性能产生了明显的影响。
腐蚀形成的氧化物膜、孔洞或裂纹等都会阻碍电流的流动,产生电阻。
同时,腐蚀还会改变金属材料的结晶结构和引起断裂或脆化,破坏导电路径,进一步降低导电性能。
因此,在金属材料的选材和应用中,必须考虑腐蚀对导电性能的影响,并制定相应的防腐蚀措施,以保证材料的良好导电性能。
腐蚀是金属材料在与外界环境接触时发生的不可逆转的化学或电化学反应过程。
腐蚀机理主要包括电化学腐蚀、化学腐蚀以及微生物腐蚀等。
金属腐蚀与材料性能关系金属材料是工业中广泛应用的一类材料,但随着时间的推移,金属材料常常会受到腐蚀的影响,导致材料性能下降甚至失效。
因此,了解金属腐蚀与材料性能之间的关系对于材料的使用和维护至关重要。
腐蚀是指金属与周围环境中的化学物质相互作用,导致金属表面发生变化并且性能降低的一种现象。
腐蚀可以是电化学的,也可以是化学的。
金属的腐蚀过程主要由金属表面的氧化和还原过程以及周围环境中的化学物质的作用共同决定。
金属腐蚀与材料性能之间存在密切的关系。
首先,腐蚀会导致金属表面的氧化层增厚,改变材料的化学成分和结构。
例如,铁的腐蚀会生成铁锈,铁锈主要由铁氧化物组成,与纯铁相比,铁锈的化学成分不同,强度和硬度也会发生变化。
这就导致了腐蚀对金属材料的力学性能和物理性能产生了重要的影响。
其次,腐蚀还会改变金属材料的电化学性质,影响其电导率和电化学反应的速率。
一些金属的腐蚀行为是通过电化学反应实现的,例如,铜在酸性环境中的腐蚀是由铜中的电子流入溶液中的氧实现的。
腐蚀会导致金属与周围环境之间形成电池组,并且在金属表面存在一个阳极和阴极区域,进一步加剧腐蚀的发生。
这不仅会影响金属材料的电导率,还会产生电化学反应所必需的电流。
此外,腐蚀还会对金属材料的热传导性能产生影响。
金属是良好的热导体,但腐蚀会导致金属表面形成一层绝缘氧化物,热传导的路径被阻隔,热传导性能受到影响。
这不仅会导致金属在高温环境下的热损失增加,还会影响金属材料的热处理过程和热稳定性。
总体而言,金属腐蚀与材料性能之间存在密切的联系。
腐蚀对金属材料的力学性能、电化学性质和热传导性能产生显著的影响,使得金属材料的性能降低甚至失效。
因此,对于金属材料的设计和应用,必须考虑腐蚀与材料性能之间的关系。
例如,在一些特殊环境条件下,选择耐腐蚀性能较好的合金材料或者采取防腐措施是必要的。
此外,科学的材料表面处理、涂层和保护措施等也可以提高金属材料的腐蚀抗性。
总结而言,金属腐蚀与材料性能之间的关系是一个重要的研究领域。
腐蚀机理对金属材料的焊接性能的影响研究腐蚀是金属材料在特定环境下被氧化或被其他化学物质侵蚀的过程。
腐蚀机理对金属材料的焊接性能有着重要影响。
本文将从腐蚀机理的角度探讨如何影响金属材料的焊接性能。
首先,针对焊接前的金属材料,腐蚀会导致材料表面质量的下降。
在大气中,金属材料容易发生氧化反应,形成氧化物膜,这会降低金属表面的清洁度和粗糙度。
焊接时,表面质量不良的金属材料会影响焊接质量和焊接强度。
此外,如果金属材料受到腐蚀,可能会发生局部腐蚀凹坑,从而导致焊接处的材料不均匀性,进一步影响了焊接强度。
其次,腐蚀还会改变材料的化学成分和晶格结构,从而影响金属材料的焊接性能。
腐蚀过程中,金属表面元素会发生溶解、氧化或还原等化学反应,使得金属材料的成分发生变化。
例如,在含有氯离子的介质中,钢材易受到氯离子的腐蚀,生成氧化铁等物质,不仅影响焊缝的质量,还会导致焊后腐蚀现象加剧。
此外,腐蚀还会破坏晶体结构,导致应力集中和晶格缺陷的产生,影响金属材料的焊接性能。
最后,腐蚀产生的腐蚀产物对金属材料的焊接性能也会产生影响。
腐蚀产生的氧化物、氯化物等物质,会积累在焊接处和热影响区域,破坏了金属材料间的结合力,从而降低了焊接的强度和可靠性。
此外,腐蚀产物还会在高温下发生物理和化学变化,加速金属材料的腐蚀速度,进一步破坏焊接结构,甚至导致焊接结构的失效。
综上所述,腐蚀机理对金属材料的焊接性能产生了显著的影响。
腐蚀会降低金属材料的表面质量和整体质量,改变材料的化学成分和晶体结构,影响焊接质量和焊接强度。
为了提高金属材料的焊接性能,需要对腐蚀机理进行深入研究,并采取相应的措施,如选择合适的焊接材料和焊接工艺,加强表面处理,进行耐腐蚀涂层等,以减少腐蚀对焊接性能的影响。
此外,腐蚀机理还会对金属材料的焊接接头表面形貌产生影响。
腐蚀作用会造成金属表面的凹凸不平,从而影响焊接接头的接触面积和接触质量,降低焊接接头的强度和可靠性。
例如,当金属表面被腐蚀形成锈迹或氧化层时,会产生微小的凸起和凹陷,这就导致焊接接头之间的接触不均匀,增加了接头的电阻,降低了焊接接头的电流密度和热传导效率,进而影响焊接接头的焊接强度。
添加剂在二次腐蚀中对铝箔蚀孔形貌的影响通过研究二次腐蚀液中不同浓度的添加剂对铝箔隧道孔形貌及其性能的影响,发现随着添加剂浓度的提高,腐蚀箔表面孔径快速减小,内部孔径逐渐增大,呈现出“大肚子”的特点,同时铝箔表面腐蚀明显减小,蚀孔孔长逐渐增加,折弯随之下降。
【Abstract】By studying the effects of different concentrations of additives on the morphology and properties of aluminum foil tunnel,it was found that with the increase of additive concentration,the pore diameter of the corrosion foil surface decreased rapidly,and internal diameter increased gradually,it presents the characteristics of the “big belly”. At the same time,the surface corrosion of aluminum foil is obviously decreased,and the elongation of the hole is increasing,and the bending is decreased.【關键词】铝电解电容器;阳极铝箔;腐蚀;SEM1 引言铝电解电容器是电子电路中不可缺少的分立元件,而阳极铝箔是组成铝电解电容器的关键电极材料。
阳极铝箔主要采用电化学腐蚀的方法,在铝箔内部形成高密度的蚀孔来达到提高比表面的目的[1,2]。
铝箔的电化学腐蚀的主要流程分为一次发孔腐蚀和二次扩孔腐蚀。
二次扩孔添加剂在行业中已有广泛地应用,不少技术人员也对其进行了探讨和研究[3,4]。
电解电容器用铝箔腐蚀工艺摘要:随着电子工业的发展,铝电解电容器应用越来越广泛,对性能要求日益提高。
铝电解电容器用腐蚀化成箔是电子信息产业基础元器件产品的电子专用材料,其质量要求高,生产难度大,性能无法满足用户使用要求,因此迫切需在保证腐蚀铝箔弯折强度的同时不断提高比容。
高压电解电容器阳极用腐蚀箔的比容是制约高压大容量电解电容器体积关键因素。
此外,除光箔本身质量外,腐蚀工艺是使用铝箔的铝电解电容器获得如高比容和高强度等优异性能的关键工艺环节。
关键词:电解电容器;铝箔腐蚀;腐蚀工艺电子工业的快速发展导致了电解电容器的广泛应用,铝电解电容器以其优异的性能、成熟的工艺、可靠的质量和经济实惠等特性,被广泛应用于计算机、摄像机、液晶显示器、LED等领域,逐渐成为电子元器件行业的支柱产业之一。
但随着电解电容器生产的发展,我国电解电容器对铝箔的需求也快速增长,这就需不断优化电解电容器的性能,高比容、高强度、低接触电阻的阳极电子铝箔是提高其性能的关键因素之一,而生产阳极电子铝箔的关键技术是铝箔的腐蚀工艺。
一、电解电容器概述1、原理。
电解电容器的内部包含用于存储电荷的电介质材料,这些材料属于可容纳电荷器件,分为正负极。
正极为金属铝基体和一定厚度氧化膜,称为化成箔;负极由金属铝箔和浸渍电解液的电解纸组成,电解纸能隔离正负极并吸附电解液。
无极性电解电容器是正负极均采用化成箔结构,中间为浸渍电解液的电解纸。
极化电解电容器通常用于电子电路中的储能、滤波、耦合等。
2、结构。
随着电子技术的改革创新,对电解电容器的性能也不断提出了更高要求。
电解电容器的结构也在不断朝着小体积、高容量和低成本方向发展。
在一定程度上,电解电容器的结构决定了其电容量和使用寿命。
电解电容器由铝壳与胶盖密封,具有以下结构特点:①其工作介质经阳极氧化在铝箔表面生成三氧化二铝,形成一个相互依存的完整体系;②铝电解电容器阳阴极铝箔是腐蚀铝箔,导致比率容量大;③铝电解电容器的介质氧化膜是通过阳极氧化获得,其厚度可通过控制阳极氧化过程因素(电压、温度、化成液类型)准确把握。