浸渍丙烯酸树脂处理对阳极铝箔腐蚀特性及形貌的影响

为避免过度腐蚀,使铝箔产生较均匀、密集的隧道孔,增大铝箔比表面积、提高比电容,先在铝箔表面浸渍丙烯酸树脂,再在直流电作用下对铝箔进行电蚀发孔,分析铝箔减薄率和失重率,用金相显微镜(OM)对腐蚀铝箔断面进行检测。结果表明,在丙烯酸树脂质量分数为0%~1.5%范围内,铝箔浸渍丙烯酸树脂处理对阳极铝箔腐蚀形貌的改善产生积极作用,并随丙烯酸树脂质量分数增大,铝箔减薄率和失重率呈现先减小后增大趋势;去用质量分数为0%~15%的丙烯酸树脂浸渍处理,随丙烯酸树脂浓度的增大,腐蚀铝箔减薄率出现负下降;用丙烯酸树脂质量分数为0.6%浸渍后的腐蚀铝箔,能产生数量较多、孔长较长、分布较均匀、竖直的隧道孔,铝箔比表面积增大、比容相对增加,因此较佳的浸渍液的丙烯酸树脂质量分数约为0.6%。     

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。     

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.     

电聚合表面改性对电容器用高纯铝箔侵蚀行为的影响

在铝箔表面电聚合制备导电聚合物薄膜,进行表面改性,并在硫酸-盐酸-硝酸钠电解质体系中采用直流方式进行电蚀,研究电聚合表面改性对铝箔电蚀的行为的缓蚀效果及缓蚀机制。研究结果表明:聚合物薄膜通过傅里叶红外检测为酸掺杂态。导电聚合物薄膜覆盖在铝箔表面使其维持高电位,腐蚀介质透过聚合物膜层,使铝发生溶解,在膜层处生成气相,导电聚合物膜层起到阴极作用,促进了铝箔腐蚀形成孔径大小相似的隧道孔,提高了发孔密度和隧道孔长度,气相破坏膜层且阴极薄膜发生氧化还原反应,对铝箔表面过蚀行为起到缓蚀作用。对比聚苯胺薄膜和聚吡咯薄膜对铝箔直流电蚀行为影响,通过扫面电镜图(SEM)和金相断面(OM)分析,表明聚苯胺薄膜的缓蚀效果更为明显,有效提高了表面发孔密度,改善了铝箔表面的过蚀现象,改善了隧道的孔形貌。     

缓蚀剂对高压铝箔电蚀特征的影响

利用扫描电镜分析了盐酸+硫酸混合酸电解液中添加适量缓蚀剂聚乙二醇或聚丙烯酸对高压铝箔电解腐蚀后表面形貌与横截面形貌的影响,利用LCR仪与电子天平测试了铝箔比电容与质量失重率。结果表明:缓蚀剂可以改善电解腐蚀后铝箔表面隧道孔孔径的分布,使隧道孔由圆锥状转变为圆柱状,降低隧道孔的并孔团簇现象,这有利于提高铝箔电解腐蚀扩面后的实际表面积;同时铝箔的实际质量失重率明显降低,铝箔的比电容显著增加。     

高压电子铝箔阳极电解扩孔行为

研究发孔铝箔在盐酸和硝酸溶液中的阳极极化行为与扩孔特性的关系。阳极扩孔的基本条件是将发孔箔的内、外表面都控制在钝化状态下。在盐酸溶液中,阳极极化时存在点蚀电位和一个较小的钝化电位区,当扩孔施加的电流密度大于临界点蚀电流密度时,铝箔表面发生二次发孔,导致形成孔蚀族与并孔,腐蚀箔厚度减薄,比电容显著降低。在硝酸溶液中,阳极极化时存在一个宽阔的钝化电位区,因此硝酸扩孔比盐酸扩孔容易控制,不会发生二次发孔。提高盐酸或硝酸浓度与温度均可以增大最大维钝电流密度,即增大扩孔的最大电流密度,提高扩孔的生产效率。     

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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

基于GA-BP神经网络的铝箔腐蚀工艺研究

电子铝箔腐蚀发孔时影响铝箔扩面效果的因素很多,各因素之间存在交互作用。建立基于遗传算法优化的BP神经网络预测模型,分析盐酸、硫酸浓度和配比等因素对铝箔发孔的作用机理。结果表明:盐酸与硫酸存在交互作用,在特定配比下,蚀孔的引发与抑制达到平衡,铝箔腐蚀扩面后实际比表面积最大。通过SEM分析验证,所建立的GA-BP神经网络模型能有效分析盐酸、硫酸等对铝箔发孔质量的影响,为整体优化铝箔腐蚀工艺奠定理论基础。     

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。     

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。     

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。     

铝箔表面在交流电解腐蚀过程中的变化

采用交流电电化学腐蚀可使电解电容器电极甩铝箔获得很大的表面积,也可使铝材获得粗糙的表面,用作于铝印刷板。交流电电化学腐蚀的特点是能在金属表面土生成一层腐蚀深度均匀的表面粗糙的腐蚀层,并且在这腐蚀层中复盖着氧化物膜或氢氧化物膜。可以设想,这种膜是在阴极半波过程中,由于局部pH值的增加而形成的。铝在高温氯化物溶液中用直流电解腐蚀生成的     

铝电解电容器用电极铝箔的快速腐蚀制备工艺

通过快速腐蚀方法制备了电极铝箔,采用扫描电镜观察铝箔上隧道孔的形貌及分布,分析了发孔腐蚀液中Cl^-含量、屏蔽系数以及总电流对电极铝箔比电容的影响。结果表明：随发孔腐蚀液中Cl^-含量、屏蔽系数以及总电流的增大,电极铝箔的比电容均呈先增大后减小的规律;在Cl^-浓度为0.9 mol/L、屏蔽系数为0.4、总电流为1 400 A条件下,制备得到的铝箔中单孔个数占比较高,孔长度大且均匀,孔分布合理,因此其比电容达到最大值,为0.818μF/cm²。     

电流对高纯铝箔交流电侵蚀的影响

研究了在ＨＣｌ 溶液中５０ Ｈｚ 交流电侵蚀下电流密度对电解电容器用高纯铝箔的腐蚀行为的影响。结果表明， 侵蚀初期的真实电流密度决定铝箔蚀孔的尺寸和表面膜， 大电流在铝箔表面产生厚膜，阻碍交流电侵蚀的阴、阳极反应过程和蚀孔深入。随着电流密度减小， 试样的蚀孔孔径增大， 在＜ ０ ．２Ａ／ｃｍ ２ 电流下的蚀孔比其它大电流下的蚀孔孔径大４ 倍左右。先用＜ ０ ．２ Ａ／ｃｍ２ 的小电流侵蚀， 再用０ ．２ ～０ ．５ Ａ／ｃｍ２ 大电流侵蚀组合， 铝箔电容量随电量的增加直线上升。用５０ Ｈｚ 交流电可以使铝箔获得良好的起始发孔， 得到具有较大孔径和多向堆垒型海绵层蚀孔的大容量电解电容器用铝箔     

清洗处理对高纯铝箔性能的影响

采用先进的交流或直流电化学腐蚀技术，增加高纯铝箔的有效表面积，可提高电解电容器用电箔的容量，尤其对高压箔在经过除油处理后，采用合适的退火工艺产生〈100〉方向的立方晶粒。这种晶粒适用于采用直流电化学腐蚀而生成隧道型孔洞，然而，退火不充分容易造成比容降低，这是因为在清洗过程中，箔表面不能形成均匀的膜。通常铝箔表面积会积累污物。