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        電解電容器的陽極氧化

        文章出處:東莞市瓷谷電子科技有限公司 發表時間:2019.09.18

            在電解電容器的陽極上形成-層致密、絕緣性能良好、性能穩定的介質氧化膜的工序稱為賦能。由于用來做電容器介質的氧化膜是附在陽極上并采用陽極氧化方法生成的,所以也稱賦能工藝為陽極氧化工藝,稱這層介質膜為陽極氧化膜?,F以鋁箔的賦能工藝為例作簡要說明。

              1)賦能機理

              賦能是利用電解池原理,使經腐蝕的鋁箱在電解池中作為陽極而表面被氧化。鋁箱整能時采用弱酸溶液(如硼酸溶液)作電解液、腐蝕鋁箔作陽極、電解槽作陰極,施加定電壓后在陽極箔上形成一定厚度的氧化膜。其電極反應為


              該電極反應過程有氫氣在陰極逸出,陽極上新生態氧[o]使鋁氧化生成Al203,少部分[O]形成氧氣O2逸出。

              鋁離子擺脫其晶格的束縛而形成Al2O3的能量是來自于外加電場??紤]到鋁、氧的電極電位分別是-1.67V和+ 0.40V,它們的電極電位差為2.07V,而氧化鋁膜的厚度一般在10-6厘米量級所以,只有適當控制賦能電壓,使氧化膜內的場強E>2x 10*V/cm時,陽極氧化的電極過程才得以順利進行。

              2)鋁氧化膜的結構與賦能電解液

              賦能過程中,由于賦能電解液性質的影響、引起生長氧化膜過程的急驟或緩慢、電解液對氧化膜的溶解性等,使鋁氧化膜呈現不同結構。由電解液性質不同,引起氧化膜結構大致有以下四種:

              (1)在不溶解鋁及鋁氧化膜的電解液中生成致密氧化膜 目前采用的不溶解鋁和鋁氧化膜的電解液多為硼酸和硼砂水溶液,另外還有已二酸,檸檬酸、酒石酸、水楊酸等水溶液。硼酸形成液中生成的氧化膜抗水合能力差、易和水起作用,使氧化膜質量變壞,在制造工藝中采用高溫(500C )烘膜,使氧化膜轉變為電容器所需要的r' - Al2O3和Y- Al2O3。

              (2)在既能溶解又能生成氧化膜的電解液中生成多孔性氧化膜  目前采用的既能溶解又能生成氧化膜的電解液有草酸、磷酸、硫酸、鉻酸等水溶液。多孔膜的作用在于其隔絕工作介質膜與外界的直接接觸,從而保護致密膜(工作介質)少受機械損傷;使進人該膜層中的CI-和So2-不再回到襯墊材料及電解液中或進人工作介質膜,從而保護致密膜不被肩蝕;吸吮工作電解液,有助于對介質膜進行修補,確保致密膜能承受較高電場的作用。但由于多孔膜加厚了氧化膜的總厚度,導致單位面積陽極鋁箔形成的電容量顯著下降,所以只在特殊需要的場合才形成這種多孔性氧化膜。

              (3)在高純水中,鋁箔表面則生成水合氧化膜(Al2O3 H20)  用作高壓或中壓電解電容器的腐蝕鋁箔,如在形成介質氧化膜前已生成一層較厚的水合膜,則在形成時,介質膜會在水合膜下生長,且有一部分水 合膜被轉化成電性能較好的致密介質膜,提高了形成效率。但水合氧化膜擱置過久會難于轉化成致密膜,還將導致制成的電容器損耗角正切值變大:因此要注意獲取新鮮的水合膜并及時進行致密氧化膜的形成。

              (4)多孔性氧化膜經沸水處理,生成密封性氧化膜(封孔膜) 多孔性氧化膜經沸不處理后會轉化成鋁水合膜,其體積較前者增大約三分之一將 原來的小孔填封,生成一層口封性的氧化膜。

        此文關鍵字:電解電容器的陽極氧化,電容器的陽極氧化,電容器
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