中高压铝电解电容器阳极箔研究进展

从铝箔杂质和腐蚀液添加剂两个方面概述了国内外在提高中高压铝电解电容器比电容方面的研究进展,其中包括镁、铁、硅、铅等杂质及缓蚀剂和表面活性剂的研究。并介绍了铝电解电容器的几种腐蚀机理,如氯离子的作用机理、腐蚀过程中电流与电位的关系、空位模型。最后预测了铝电解电容器新工艺的可能开发方向。

阳极氧化铝模板法制备纳米电子材料

阳极氧化铝模板具有容易制备、成本低、孔道分布均匀等特点,是制备形状高度均匀、有序纳米电子材料的理想无机模板。该模板法制得的金属、半导体和非金属纳米材料具有不同于母材的光、电、磁等特殊性能,在新型电子材料的开发方面具有广阔的应用前景。文中介绍了该模板的阳极氧化工艺、成膜机理以及不同的电解液、氧化电流、电压等因素对模板的纳米孔道生长的影响。分析了纳米材料的直流电沉积和交流电沉积的电化学机理和沉积速率的影响因素。

高纯铝光箔化学成分对直流电侵蚀的影响

以Fe、Si、Cu含量不同的四种铝光箔进行直流电侵蚀对比实验,研究了高纯铝光箔中化学成分对其作为电容器用铝箔侵蚀过程产生的影响。通过对侵蚀样品的SEM表面观察、腐蚀形貌定量分析,对光箔中化学成分与样品效果进行了分析讨论。结果表明,Cu能增强表面蚀孔的产生,Cu含量相对较低的(25×10–6)光箔侵蚀后适用于制作中压铝电解电容器;Cu含量相对较高的[(50～60)×10–6]光箔侵蚀后适用于制作高压铝电解电容器。

中高压电容器铝箔扩孔液中缓蚀剂的作用

研究高纯铝箔在盐酸直流电侵蚀时高分子缓蚀剂对隧道蚀孔密度和侵蚀箔比电容的影响,扩孔使用缓蚀剂后,孔密度增加,孔径减小,失重减少,中高压电容器铝箔的比电容约提高23%。

长寿命铝电解电容器用高压阳极箔的特性

为了提高大型铝电解电容器的使用寿命,电极箔生产过程采用四级化成、多级处理、加入添加剂的方法,提高氧化膜的致密性,减少漏电流。做成400V,6800×10–6F/cm2的铝电解电容器,经过90℃,5000h的高温寿命试验,其各项参数依然良好,分别为ΔC/C<1.99%,tgδ<9.27×10–2,IL<2100μA。

硫酸/盐酸比例和Al^(3+)含量对铝箔隧道孔生长的影响

研究了硫酸/盐酸比例、温度和Al3+含量对高纯铝箔隧道孔生长的影响,发现随着硫酸浓度增加,温度对隧道孔极限长度和孔径的影响减小,在本文条件下隧道孔生长的临界温度最低可降低到35℃。在电解液中一定含量的Al3+可以避免铝箔表面形成大孔,从而改善隧道孔分布均匀性。

阳极铝箔隧道孔的二次生长规律

将在酸性介质中产生了隧道孔的铝箔置于中性侵蚀液中继续成长。发现中性侵蚀液的组分对铝箔隧道孔形貌的影响规律:当溶液仅含Cl–时,会有新的隧道孔产生,铝箔表面隧道孔分布密度从3.63×107cm–2增加为3.72×107cm–2,隧道孔平均孔径从0.40μm扩展到0.75μm,但隧道孔长度没有明显变化;在含Cl–电解质中添加少量有机添加剂时,铝箔表面没有新的隧道孔产生,由于出现并孔现象,隧道孔分布密度反而从3.63×107cm–2降低至3.43×107cm–2,但隧道孔的孔径从0.40μm扩展到0.80μm,长度从24μm增加到37μm。

聚噻吩类有机聚合物材料光电性能研究进展

介绍了典型的具有光电性能的噻吩类聚合物材料,包括烷基取代聚噻吩、联苯基取代聚噻吩、芴与噻吩共聚物及一些新型的噻吩类聚合物。对它们的结构、光学性能、电致发光性能进行了归纳和总结,讨论了不同类聚噻吩的特点,对比了随取代基种类、位置及个数的不同其聚合物性能的优缺点,并对其研究和应用前景进行了展望。

添加微量金属离子及金属氧化物对阳极铝箔侵蚀性能的影响及机理研究

为研究加微量金属离子对铝箔腐蚀的影响因素及其作用机理,探讨腐蚀液中添加微量金属离子的作用,采用HCl-H_2SO_4直流腐蚀体系,通过对腐蚀铝箔减薄率和失重率进行分析,用金相显微镜(OM)和扫描电镜(SEM)对腐蚀铝箔形貌进行检测。结果表明:由于存在占据侵蚀位点效应、微电池效应、离子间竞争的相互协调过程,随金属离子或金属氧化物添加浓度的增大,铝箔减薄呈先减小、后增大、再减小趋势,铝箔失重率变化较复杂;低浓度的金属离子添加具有缓蚀效应,使得铝箔减薄率和失重率最大下降约59.7%和13.5%;金属离子或金属氧化物添加后,产生的隧道孔较整密,Cl~–的无用腐蚀减少,铝箔比表面积增大,比容最大增加约17.1%。

中高压电容器铝箔隧道孔初始生长速度和形貌

研究了电解电容器用铝箔于混合酸中在直流电侵蚀条件下，初始隧道孔的生长速度和形貌。试验条件下侵蚀初期隧道孔的初始生长速度约为5.8 mm / s，隧道孔极限长度L是47~50 mm。

用浸蚀多孔金属铝模板制备小尺寸TiO_2阵列材料(英文)

在浸蚀多孔金属铝模板中制备小尺寸TiO2阵列材料。用电化学浸蚀方法由高纯金属铝箔制得了具有金属特性的多孔金属铝模板,此模板具有较强的耐化学腐蚀、耐热性能,并具有强的机械强度。模板的结构可由浸蚀条件控制,如电流密度、HCl和H2SO4浓度比、温度、浸蚀时间等。在此模板中用TiO2溶胶和纳米粉末组成的浆体制备了小尺寸的阵列材料,模板的孔洞结构可由TiO2阵列复型。由此得到的TiO2阵列的长径比为10～40。

利用铝（100）面隧道孔制备纳米模板及有序阵列材料

高纯铝箔通常通过电化学扩面后用作铝电解电容器的阳极材料。利用铝箔（100）面隧道孔制备纳米模板。这种纳米模板的特点是制作简单、模板面积大，纳米阵列材料形状可控性强。还利用两步电化学侵蚀铝箔的特殊工艺，研制出纵横交错的TiO2纳米有序阵列材料。

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%。

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。

铝箔电化学侵蚀中缓蚀剂作用研究

中高压用铝电解电容器阳极材料常采用高纯铝箔进行直流电化学侵蚀进行扩面,达到提高比容效果,但侵蚀时铝箔表面在酸性电解质作用下表面溶解,一方面影响扩面效果,另一方面降低铝箔强度,影响腐蚀铝箔后续加工与利用。本文利用铝箔直流侵蚀过程中加入缓蚀剂,比较聚丙烯酸、聚乙二醇及苯胺在侵蚀过程中的缓蚀性能,研究缓蚀效果及缓蚀机理,实验表明苯胺缓蚀效果更为明显,通过表面电镜及能谱分析,苯胺在电蚀过程中在腐蚀铝箔表面形成覆盖层,阻碍了铝箔表面腐蚀,对缓蚀起到重要作用。

电解电容器铝箔横向隧道孔的生长控制

在酸性介质中已经产生隧道孔的铝箔表面,继续在中性电解液中采取直流阳极溶解时,隧道孔密度及长度与二次侵蚀时电解质类别相关。在此基础上,通过二次侵蚀前铝箔表面的酸浸泡成膜处理,以及二次侵蚀过程中在中性氯化钠介质中添加复合有机物,达到控制此过程中隧道孔生长方向的目的,使其在原隧道孔的孔壁沿着与铝箔表面平行的方向产生新的隧道孔,这为提高铝箔表面积提出了新的途径,为进一步提高铝电解电容器比容提供了可能性。

金属有序纳米孔道阵列模板合成法

评述了采用母板复型法合成金属有序纳米孔道阵列模板合成方法、金属模板的特点及应用的研究进展。用于合成金属模板的母板有:多孔阳极氧化铝、径迹刻蚀高分子聚合物、具有纳米孔道的玻璃及氧化锌晶体阵列等,金属模板的金属沉积方法有化学镀、电镀、物理气相沉积法等。由于金属模板具有金属特性,在纳米阵列材料组装、电极制备及过滤膜制备领域具有重要应用前景,研究直接制备金属模板的方法是一个很有发展前途的方向。

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。

电解质中微量金属离子对高纯铝箔直流电蚀特征的影响

在盐酸-硫酸-硝酸电解质体系下,分別加入微量Cu^(2+)、Fe^(3+)、Zn^(2+)等金属离子,并采用直流方式对高纯铝箔进行电化学侵蚀,研究了改性后的电解质溶液对高纯铝箔电蚀过程的影响。结果表明:在硫酸-盐酸-硝酸电解体系中加入微量Cu^(2+)后,能够和铝发生置换反应生成铜单质沉积在铝箔表面,形成Cu-Al微电池反应,促进铝箔腐蚀,隧道孔密度增大,隧道孔长度从10μm增长到30μm,220V化成的比容提高了78%-220%;加入Fe^(3+)后,不能形成微电池反应,对铝箔腐蚀没有明显影响;加入Zn^(2+)后,能够形成Zn-Al微电池反应,促进铝箔腐蚀,但促进效果弱于加入Cu^(2+)。

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。