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.     

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%。     

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。     

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。     

快车速制备铝电解电容器用阳极箔的腐蚀发孔动力学

研究了阳极铝箔在快车速腐蚀工艺体系下，采用异形电极变电流和多级腐蚀工艺条件下，隧道孔在各阶段的发孔密度、孔径、孔长的变化规律。结果表明：发孔行为主要集中在短时大电流密度的电化学腐蚀阶段，而电流衰减阶段的孔长生长最快。随腐蚀周期的增加，孔密度、孔长在第一至第二个周期中期迅速增长，在第二个周期中期至第五个周期结束期间变化平缓。快车速腐蚀工艺将发孔与孔长增长行为有效隔离，通过多级腐蚀既提高了腐蚀效率，又增强了比电容的可控性及发孔的均匀性。     

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。     

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。     

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。     

O3/Cl-复合大气环境中Q235B钢的腐蚀演化特性

采用干/湿交替的实验方法模拟大气腐蚀过程。运用X射线衍射、电化学阻抗谱以及极化曲线等手段，研究了O₃/Cl^-复合大气环境中Q235B钢的腐蚀演化特性。结果表明，O₃和Cl^-的协同作用对Q235B钢的腐蚀有明显的促进作用，其腐蚀速率随着模拟环境中Cl^-含量的增加而增大。腐蚀演化特性方面，Q235B钢在腐蚀的初期阶段腐蚀速率最大，中期阶段腐蚀速率迅速下降，而到后期阶段腐蚀速率又有所提高。相比于不含O₃的大气环境，当Cl^-浓度较低时，O₃和Cl^-对Q235B钢腐蚀产物组份的影响并不明显。而当Cl^-浓度较高时，O₃和Cl^-能明显促进β-FeOOH的生成而抑制α-FeOOH和γ-FeOOH的生成。这说明O₃/Cl^-复合大气环境能促进Q235B钢的大气腐蚀与锈层相组分变化密切相关。     

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%。     

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。     

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。     

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。     

微量Zn对高压电解电容器阳极铝箔比电容的影响

采用X射线衍射仪定量检测立方织构,采用二次离子质谱仪分析铝箔表层Zn元素分布,采用扫描电子显微镜观察腐蚀结构,研究Zn含量对高压电解电容器阳极铝箔腐蚀结构及比电容的影响。结果表明:当Zn含量由1.9×10 6(质量分数,下同)提高至2.0×10 5时,铝箔立方织构的体积分数仍可达到95%,Zn更多地富集于铝箔表面,导致腐蚀结构均匀,进而使阳极在520 V时的比电容由0.666μF/cm2增加到0.689μF/cm2。     

微量Mg对高压电子铝箔腐蚀结构的影响

采用立方织构定量检测以及扫描电子显微镜下观察腐蚀结构等手段, 对比了不同微量Mg元素含量的高压电解电容器阳极铝箔在织构和腐蚀结构上的差别, 研究了Mg含量对高压电解电容器阳极铝箔比电容的影响. 分析表明 Mg含量从0.0001%提高到0.0014%时, Mg会更多富集于铝箔表面, 促使腐蚀形成的氧化膜中出现含Mg的复合氧化物微小颗粒, 进而引起腐蚀隧道的侧向发展; 频繁的侧向发展可导致表层腐蚀组织剥落, 进而使铝箔在500 V的比电容从7.3×10-3 F/m2降低到4.3×10-3 F/m2.     

烟道气氨法脱硫液对Q235碳钢腐蚀研究

采用静态挂片、极化曲线和长期点蚀实验，研究了氨法脱硫浆液中F^-和Cl^-以及 (NH₄)₂SO₄对Q235碳钢腐蚀的影响。结果表明，Q235碳钢在含卤硫铵溶液中的均匀腐蚀速率随F^-浓度和Cl^-浓度增大均呈现先降低后增高的趋势，随着 (NH₄)₂SO₄质量分数增加，均匀腐蚀速率降低；随着F^-浓度的增大，自腐蚀倾向增加；随着Cl^-浓度以及 (NH₄)₂SO₄质量分数的增大，自腐蚀倾向均降低；Q235碳钢在氨法脱硫模拟浆液中点蚀较严重，需采取重防腐措施。     

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。     

延长气田井筒的腐蚀影响因素

对井筒常用材料N80钢进行现场挂片腐蚀试验,通过失重法、扫描电镜(SEM)观察和能谱分析(EDS)等方法研究了矿化度、Cl^-、Ca²⁺、Mg²⁺、HCO₃^-、pH、CO₂分压、O₂等腐蚀因素对井筒腐蚀的影响,并对腐蚀机理进行了分析。结果表明：在延长气田气井工况条件下,N80钢的平均腐蚀速率随气井采出液矿化度、Cl^-含量、(Ca²⁺+Mg²⁺)含量的增加呈线性增大;N80钢的平均腐蚀速率随HCO₃^-含量的变化不明显,随pH的变化规律较为复杂,pH与其他腐蚀因素存在协同作用;气井中CO₂分压超过0.21 MPa,导致N80钢的平均腐蚀速率较高,但其随CO₂分压的变化趋势不明显;N80钢表面生成保护膜后,O₂的存在几乎不会影响其平均腐蚀速率。井筒采出液矿化度及离子组成...     

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。