高纯铝箔表面电聚合化合物防腐特性的试验研究

高纯铝箔分别经过电聚合苯胺、吡咯、噻吩表面改性,研究其在铝箔表面聚合物的形貌及防腐特性。结果表明:聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩对腐蚀箔有缓蚀抑制作用,且对腐蚀箔隧道孔的生成有一定的促进作用。利用原子力显微镜和扫描电镜对恒压电聚合制备的聚合物进行形貌和结构特征分析,发现三种电聚合化合物薄膜对高纯铝箔腐蚀发孔的影响与聚合物形貌和结构特征有很大关系。通过改变扫描速率、硝酸钠浓度和电聚合表面改性方式对高纯铝箔的腐蚀电池法过程进行极化曲线和交流阻抗研究,分析了电聚合化合物膜对高纯铝箔侵蚀过程的影响效果及其机制。     

双阴极电解腐蚀工艺对阳极铝箔侵蚀性能的影响

为改善阳极铝箔腐蚀形貌,增大腐蚀比表面积,减少铝箔的质量损失,采用在直流电作用下,外加垂直于铝箔的石墨板与原有石墨板共同构成腐蚀阴极,铝箔为阳极,在H_2SO_4和HCl混酸中进行电蚀发孔,对腐蚀铝箔的失重率,减薄率进行分析,用扫描电镜(SEM)检测铝箔腐蚀后形貌。结果表明,在直流电蚀工艺下,通过调整阴极极板面积和放置方式,铝箔表面能产生较均匀、浅而长的表面隧道,且在表面隧道中,能继续形成点蚀孔,使腐蚀铝箔比表面积增大,比容相对增加;一定腐蚀时间范围内,腐蚀时间对铝箔减薄率影响很小,腐蚀时间适应范围较宽,有利于工艺调整;最佳的电解腐蚀工艺参数为:腐蚀温度80℃、腐蚀电流密度0.10 A/cm~2、腐蚀时间120 s。     

电解工艺条件对铝箔腐蚀形貌与比电容的影响

利用扫面电镜(SEM)、数字电桥研究了铝电解电容器用高压电子铝箔在硫酸+盐酸体系中进行电化学腐蚀扩面时,工艺条件对铝箔腐蚀形貌与比电容的影响规律:电解腐蚀时间对铝箔腐蚀后形貌与比电容影响较大,发孔时间延长、扩孔时间缩短,隧道孔密度增加、孔直径减小;发孔电流密度对铝箔腐蚀形貌与比电容影响较小,只要高于点蚀电流密度,小电流长时间发孔与大电流短时间发孔都可以在铝箔表面形成足够密度的蚀孔结构;电解液温度对铝箔腐蚀形貌和比电容影响较大,随着发孔液温度的提高,蚀孔密度增加、蚀孔孔径减小,隧道孔长度减小.     

硝酸根离子对铝箔直流电蚀电极反应过程的影响

通过在硫酸-盐酸混合电解质体系中加入硝酸/硝酸钠,利用金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)研究了硝酸根离子在直流电蚀铝箔的发孔过程中对电极反应的影响。结果表明,根据热力学原理和电极反应原理,硝酸根离子的强氧化性促进了阴极得电子的反应,硝酸根还原生成的NO_2在电极表面区域中有着传递电子的作用,加快了电子的转移,加快了阳极铝箔的电化学反应,从而促进了隧道孔的生长。同时对比硝酸及硝酸钠对铝箔直流电蚀反应过程影响及电蚀效果进行研究,表明硝酸钠能更有效降低表面腐蚀,改善隧道孔的形貌与结构。     

基于方差分析的铝箔电解扩面腐蚀

应用正交实验方差分析研究了高压铝电解电容器用铝箔电解扩面腐蚀时,发孔腐蚀液中H2SO4浓度、HCl浓度、温度、电解电流密度和电解腐蚀时间对铝箔腐蚀扩面效果的影响;采用扫描电镜观测和极化曲线测试研究了发孔腐蚀液中H2SO4浓度变化对腐蚀铝箔表面形貌、横截面形貌以及电蚀发孔点蚀能力的影响。结果表明:腐蚀液中H2SO4浓度是最重要的影响因素,随着H2SO4浓度的增加,极化曲线上点蚀电流密度减小、发孔密度降低、隧道孔长度减小、并孔程度减轻,在本研究范围内,较佳的腐蚀工艺条件为:盐酸浓度1.4 mol·L-1、硫酸浓度3.2 mol·L-1、温度73℃、电流密度0.30 A·cm-2、时间50 s。     

小孔腐蚀在铝电解电容器用铝箔质量评价中的应用

阐述小孔腐蚀在铝电解电容器用铝箔质量评价中的应用机理。首先简要介绍电容器铝箔立方织构的形成过程和特征,及小孔腐蚀的一般电化学特点;然后模拟计算多晶体铝箔材料各晶面弹性模量、各晶面原子密度和各晶向原子密度;最后用HCl、HNO3、HF组成的特定侵蚀剂对电容器铝箔实施小孔腐蚀,用扫描电子显微镜(SEM)和光学显微镜(OM)对小孔腐蚀后的铝箔表面形貌与横截面形貌进行观察分析。电容器铝箔侵蚀后表面呈现大量正方形蚀孔,电容器铝箔发生小孔腐蚀具有方向性,蚀孔隧道总是沿着垂直或平行于铝箔表面的方向发展;100、110和111晶向的原子密度依次为2/a、2.12/a、1.15/a,a为晶胞参数,{100}、{110}和{111}晶面的原子密度依次为5/a2、4.24/a2、13.85/a2,{100}、{110}和{111}晶面的弹性模量依次为98.418、109.449、113.2678 GPa,蚀孔隧道活性尖端由{111}晶面构成以降低表面能,蚀孔隧道钝化壁由{100}晶面组成以保持钝化膜稳定。电容器铝箔正方形点蚀表面形貌与铝箔织构有特定的对应关系,织构{100}001含量可以通过计算铝箔表面正方形蚀坑面积的方法来估算。     

铝箔交流扩面腐蚀中SO2-4缓蚀机理的研究

测试了高纯电子铝箔(以下简称铝箔)在2 mol/L HCl和2 mol/L HCl+0.5 mol/L H2SO4溶液中三角波动电位激励时的电流响应曲线,用Daubechies2小波对所测得的电流响应曲线进行了时频分解,研究了SO2-4在铝箔交流扩面电蚀工程中的缓蚀机理.提出了铝箔在含Cl-溶液中点蚀时的氧空位侵蚀机理模型,该模型指出在一定的酸度条件下,在侵蚀膜表面形成的正电荷集中点是Cl-与SO2-4发生特性吸附的原因;Cl-在侵蚀膜内的主要传输途径是存在于侵蚀膜内微晶晶界上的氧空位链;进入侵蚀膜内的SO2-4在强场作用下发生离解,离解出的O2-与侵蚀膜内的氧空位作用,致使氧空位湮灭,切断了Cl-在侵蚀膜内的传输途径,同时由于这种作用调整了Cl-在侵蚀膜内传输的网络结构,增加了蚀孔内新生蚀孔的萌生机率,从而在铝箔电蚀扩面腐蚀工程中起到了独特的缓蚀作用.     

铝箔交流扩面腐蚀中SO_4~(2-)缓蚀机理的研究

测试了高纯电子铝箔 (以下简称铝箔 )在 2mol/LHCl和 2mol/LHCl+0 5mol/LH2 SO4溶液中三角波动电位激励时的电流响应曲线 ,用Daubechies2小波对所测得的电流响应曲线进行了时频分解 ,研究了SO2 -4在铝箔交流扩面电蚀工程中的缓蚀机理 .提出了铝箔在含Cl-溶液中点蚀时的氧空位侵蚀机理模型 ,该模型指出在一定的酸度条件下 ,在侵蚀膜表面形成的正电荷集中点是Cl-与SO2 -4发生特性吸附的原因 ;Cl-在侵蚀膜内的主要传输途径是存在于侵蚀膜内微晶晶界上的氧空位链 ;进入侵蚀膜内的SO2 -4在强场作用下发生离解 ,离解出的O2 -与侵蚀膜内的氧空位作用 ,致使氧空位湮灭 ,切断了Cl-在侵蚀膜内的传输途径 ,同时由于这种作用调整了Cl-在侵蚀膜内传输的网络结构 ,增加了蚀孔内新生蚀孔的萌生机率 ,从而在铝箔电蚀扩面腐蚀工程中起到了独特的缓蚀作用     

Relationship between Trace Mn and the Pitting Behavior of Aluminum Foil Used for High Voltage Electrolytic Capacitors

研究了微量锰元素添加对高压电解电容器阳极用铝箔的点蚀行为以及腐蚀箔性质的影响。使用二次离子质谱仪分析了轧制及退火铝箔中锰的元素分布。结果表明,锰在铝箔中的深度分布随着锰含量的增加而变化,但退火后铝箔中形成的立方织构的体积分数保持稳定。随锰含量增加,锰在退火铝箔表面的偏聚趋势增强。在相同的加电腐蚀条件下,腐蚀后锰含量高的铝箔表面具有更高密度的方形点蚀孔,并且并孔更少,点蚀孔分布更加均匀。在所研究的范围内(2.3~14.7μg/g),在520 V形成的腐蚀箔的比电容随锰含量的增加而提高。     

微量Mn与高压电解电容器用阳极铝箔的点蚀行为关系（英文）

研究了微量锰元素添加对高压电解电容器阳极用铝箔的点蚀行为以及腐蚀箔性质的影响。使用二次离子质谱仪分析了轧制及退火铝箔中锰的元素分布。结果表明,锰在铝箔中的深度分布随着锰含量的增加而变化,但退火后铝箔中形成的立方织构的体积分数保持稳定。随锰含量增加,锰在退火铝箔表面的偏聚趋势增强。在相同的加电腐蚀条件下,腐蚀后锰含量高的铝箔表面具有更高密度的方形点蚀孔,并且并孔更少,点蚀孔分布更加均匀。在所研究的范围内(2.3~14.7μg/g),在520 V形成的腐蚀箔的比电容随锰含量的增加而提高。     

咪唑啉缓蚀剂对电解电容器用铝箔直流扩面增容的作用

合成了油酸咪唑啉和丙烯酸咪唑啉化合物,通过红外谱对其进行了结构表征;用Tafle曲线和交流阻抗等方法研究了其对铝箔的缓蚀作用,并研究了其对铝箔直流扩面增容的影响。结果表明,在2.0 mol/L的HCl溶液中两种化合物对铝箔均有缓蚀作用,为阴极型缓蚀剂,腐蚀液中添加两种化合物后,铝箔直流扩面的蚀孔密度增加、分布均匀、使铝箔的比电容提高约25%。     

镁合金表面聚苯胺膜层防腐性能的研究

用循环伏安法在镁合金表面制备了聚苯胺膜层,并用扫描电子显微镜(SEM)和电极电位研究了聚苯胺膜的表面形貌和腐蚀防护性能.研究表明:聚苯胺膜层并不是均匀覆盖在基体表面,而且膜层表面存在很多的微孔;聚苯胺改变了膜层的电极电位;在腐蚀介质中聚苯胺膜以点蚀或剥离的方式进行腐蚀.     

铝箔在HCl中交流电腐蚀的起始成孔效应

研究了在5.5mol/LHCl高纯铝箔交流电腐蚀的起始成孔对后续蚀孔发展以及表面扩大率影响。50Hz交流电直接腐蚀时,在小于0.2A/cm2时产生大的圆孔,大于0.2A/cm2时产生覆盖有厚膜的小孔,并导致小孔堵塞。用交流预腐蚀发孔,得到覆盖有透明钝化型薄膜的小孔,孔径较大,并为后续的交流电腐蚀继承和延续。起始蚀孔的几何尺寸和表面膜形态决定后续蚀孔的尺寸和表面膜。     

铝箔交流扩面腐蚀中S04^2—缓蚀机理的研究

测试了高纯电子铝箔(以下简称铝箔)在2mo1／L HCl和2mo1/L HCl 0．5mol/L H2SO4溶液中三角波动电位激励时的电流响应曲线，用Daubechies2小波对所测得的电流响应曲线进行了时频分解，研究了SO4^2—在铝箔交流扩面电蚀工程中的缓蚀机理．提出了铝箔在含Cl^—溶液中点蚀时的氧空位侵蚀机理模型，该模型指出在一定的酸度条件下，在侵蚀膜表面形成的正电荷集中点是C1^—与SO4^2—发生特性吸附的原因；C1^—在侵蚀膜内的主要传输途径是存在于侵蚀膜内微晶晶界上的氧空位链；进入侵蚀膜内的SO4^2—在强场作用下发生离解，离解出的O^2—与侵蚀膜内的氧空位作用，致使氧空位湮灭，切断了Cl^—在侵蚀膜内的传输途径，同时由于这种作用调整了Cl^—在侵蚀膜内传输的网络结构，增加了蚀孔内新生蚀孔的萌生机率，从而在铝箔电蚀扩面腐蚀工程中起到了独特的缓蚀作用、     

最终退火工艺和腐蚀预处理对铝箔发孔性能的影响

通过极化曲线测试铝箔的腐蚀电位,结合光学显微镜和扫描电镜等观察铝箔腐蚀发孔后的表面形貌,探讨最终退火工艺和酸碱预处理对高压电子铝箔腐蚀发孔性能的影响规律。结果表明:铝箔在经不同温度(470～560℃)和不同时间(0.5h～4h)的最终退火处理时,当铝箔经500℃,1h退火后,各种有利于发孔的元素扩散到铝箔表层、富集并且均匀分布,此时的发孔效果最好,继续升高退火温度和延长退火时间反而会使发孔变得不均匀;发孔前碱处理能适当减少铝箔表面的氧化层,酸处理则将Cl-引入铝箔表面,酸+碱清洗使铝箔的腐蚀电位降低,促进铝箔的腐蚀发孔,腐蚀后的发孔面积和密度比未经预处理的大,发孔更均匀。     

电沉积弥散锡晶核对高压阳极铝箔电解腐蚀特性的影响

采用碱洗除去铝箔表面的富铅层,在其表面沉积出高度弥散的锡晶核,通过扫描电镜观察铝箔表面沉积锡晶核的分布,并对铝箔腐蚀后的表面形貌以及对腐蚀孔孔径大小进行统计。结合极化曲线测量铝箔的腐蚀电位,研究电沉积弥散锡晶核对高压阳极铝箔电解腐蚀特性的影响。结果表明:沉积锡晶核的电流密度越大,铝箔表面得到的锡晶核面密度越高,晶核越细小;弥散的锡晶核能够和铝基体组成腐蚀微电池,有效地引导铝箔腐蚀发孔,提高铝箔发孔的均匀性,从而提高铝箔的比电容;相对于表面富铅的铝箔,电沉积弥散锡晶核的铝箔表面微电池数量显著下降,使得腐蚀电位提高,铝箔表面未沉积锡晶核处表面活性低,从而导致铝箔的腐蚀减薄减少。     

铝箔表面化学镀锌对其在HCl-H 2 SO 4体系中电蚀性能的影响

将高压铝电解电容器用电子铝箔在含Zn2＋的5.0%NaOH溶液中实施化学镀锌处理,然后在HCl＋H2SO4电解液中进行直流电解扩面腐蚀得到腐蚀箔;采用极化曲线研究化学镀锌处理对扩面腐蚀时铝箔点蚀电流、点蚀电位的影响,利用电化学交流阻抗（EIS）研究化学镀锌处理对铝箔电解腐蚀时电化学特征的影响;使用扫描电镜（SEM）观察化学镀锌处理对腐蚀箔表面和横截面形貌的影响;测试100 V形成电压下腐蚀箔的比电容。结果表明：铝箔表面化学镀锌形成的Zn-Al微电偶有助于电蚀时降低点蚀电极反应的阻力,提高点蚀电流密度,增加铝箔表面蚀孔密度和蚀孔分布的均匀性;随着碱液中Zn2＋浓度的提高,腐蚀箔的比电容逐渐增加。     

磁致涡流效应对阳极铝箔形貌及比电容的影响

针对盐酸-硫酸体系,通过耦合外加磁场对铝箔进行直流电化学腐蚀,系统研究磁致涡流效应(MagnetoHydrodynamics,MHD效应)对铝箔电化学行为、界面行为以及质量传递的影响。采用X射线衍射(XRD)、低温氮气吸附、扫描电镜(SEM)等手段对腐蚀箔样品进行表征。同时,通过计时电位法、极化曲线、循环伏安法、电化学阻抗法研究MHD效应对铝箔电化学性能的影响。结果表明,MHD效应能够抑制氧化膜的生长,增加铝箔表面Cl-的吸附量,减小扩散层厚度,强化Cl-/Al3+向孔内/孔外的传质,减小电解液中离子传递阻力。通过引入磁场,明显提高了腐蚀箔的蚀孔密度、平均孔径以及平均蚀孔深度的均一性,继而增大了阳极电子铝箔的比电容。     

酸碱预处理对高压电子铝箔腐蚀扩面的影响

目的研究高压电子铝箔在Na OH和HCl溶液中的电化学行为,分析酸、碱预处理对铝箔电化学腐蚀扩面效果的影响。方法比较铝箔在不同浓度Na OH,HCl溶液中的预处理效果。采用极化曲线获得铝箔在各预处理溶液中的电化学参数,研究其腐蚀行为。利用扫描电子显微镜观察预处理后铝箔的表面形貌,分析预处理对铝箔表面形貌的影响。观察铝箔腐蚀扩面后的蚀孔形貌及蚀孔分布,分析预处理对蚀孔的影响。结果预处理减弱了铝箔制造过程中形成的表面不均匀,提高了表面活性,使得铝箔在电化学腐蚀处理中蚀孔密度增加,分布均匀。对未预处理铝箔及经HCl和Na OH预处理的铝箔进行电化学扩面处理,发现相对于未预处理的铝箔(比电容为0.56μF/cm2),经HCl溶液预处理的铝箔比电容提高了4%~8%,Na OH溶液预处理的铝箔比电容提高更为明显,约为13%~16%。铝箔在HCl溶液中的自腐蚀电位约为-820 m V,在Na OH溶液中的自腐蚀电位约为-1720 m V,并且经计算得知,铝箔在Na OH溶液中比在HCl溶液中自腐蚀速率快。结论铝箔在Na OH溶液中腐蚀均匀,用Na OH溶液对铝箔进行预处理,可以消除铝箔轧制缺陷,提高铝箔的比电容。     

马来酸酐等离子体改性聚丙烯薄膜表面的硫酸腐蚀行为

以马来酸酐的等离子体聚合方法对聚丙烯薄膜表面进行了亲水改性,用FT-IR、接触角等分析手段研究了等离子体处理功率对改性薄膜表面的化学结构和亲水性能的影响以及薄膜表面的马来酸酐等离子体聚合物在高温强酸环境中的腐蚀行为.结果表明,马来酸酐等离子体聚合物可水解为聚马来酸结构,改性薄膜表面接触角达到43°～50°,接触角随处理功率的提高呈上升趋势.50W的马来酸酐聚合物的耐110℃、40%硫酸腐蚀性优于30W的马来酸酐聚合物;在高温硫酸介质的腐蚀环境下,马来酸酐的等离子体聚合物可通过磺化反应而引入亲水的磺酸基团,腐蚀后改性薄膜的表面接触角进一步降低至30°以下,获得了更佳的表面亲水性.