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。     

脉冲爆炸-等离子体技术处理对W18Cr4V高速钢组织及性能的影响

脉冲爆炸-等离子体技术（PDT）是一种在大气环境下进行的表面改性技术。目前对PDT的研究主要集中在使用W电极改性，对其他电极改性效果研究不足。为探究电极材料为Ta时，在不同电容下PDT技术对的W18Cr4V高速钢改性效果和机理，使用Ta电极对W18Cr4V高速钢分别在800μF与1 040μF电容下进行PDT处理，对处理后的物相、组织与性能进行了研究。采用X射线衍射仪和场发射扫描电子显微镜对材料表面物相与截面组织形貌进行观察。发现经PDT处理后试样表面形成一层改性层，不同电容条件下，改性层厚度不同，在改性层表面形成Fe4N、Ta5N6、Ta2O5等新相，改性层组织为超细晶马氏体、残余奥氏体与网状铁钨碳化物组织，Ta元素渗入到改性层一定厚度中。经过HX-1000SPTA型显微维氏硬度计和HT-1000高温摩擦磨损试验机对试样硬度和耐磨性能进行测试，发现硬度最高提升1.7倍，耐磨性能最高提升2.6倍。使用Ta电极对W18Cr4V进行PDT处理后，W18Cr4V性能得到大幅度提升。在不同电容下使用Ta电极对W18Cr4V高速钢进行PDT改性的效果与机理推进了对PDT的研究。     

低压脉冲电场参数对半固态AZ91D镁合金初生相的影响

研究了低压脉冲电场作用下半固态AZ91D镁合金的制备,考察了脉冲电压、放电电容、处理时间及放电周期对半固态合金组织的影响.研究结果表明:利用低压脉冲放电可以制备出初生相为球状或近球状晶体的半固态AZ91D镁合金.半固态合金的初生相颗粒大小和圆度系数随着放电电容、脉冲电压和处理时间的增加而逐渐减小;但当放电电压达到400V时,其值略有增加.随着放电周期的增加,半固态合金的初生相颗粒大小和圆度系数逐渐增加.当放电周期为6 s,放电电容为18 800μF,脉冲电压为300V,处理时间为20min时,半固态合金的初生相颗粒尺寸最为细小,形态最为圆整,适合于半固态成形.     

45钢表面沉积WC-8Co涂层的工艺参数研究

利用DZ-4000(Ⅲ)多功能表面强化机,以纯氩气为保护气体,92WC-8Co为电极,在45钢表面沉积WC-8Co涂层.用正交实验方法设计实验方案,通过试件表面粗糙度、涂层厚度和硬度的缺陷选择沉积时间、输出电压、输出频率和输出电容.最佳工艺参数为:10min、80V、3kHz、180 μF,此时涂层没有明显的微裂缝和气泡等缺陷,电极和基体之间没有明显的界限,结合较好,厚度64μm,显微硬度1421HV.     

430不锈钢退火氧化层酸洗行为研究

采用动电位极化曲线和电化学交流阻抗(EIS)技术对40℃盐酸基溶液150 g/LHCl(36%~38%)+1.5%H2O2(30%)中430不锈钢退火氧化层的酸洗过程进行了研究。结果表明,反应电位提高有利于氧化层去除,氧化层酸洗是由电荷传递过程所控制;电容值100.5μF·cm-2和281.7μF·cm-2时氧化层在酸洗液中浸蚀并溶解,生成了疏松多孔的含水固体腐蚀产物;当电位达到约-0.466V时,时间-电位曲线趋于平稳,说明氧化层脱除过程趋于稳定,SEM形貌观察也证实氧化层已完全溶解。     

Cu/Ni基异质合金箔的快速凝固连接

应用微型储能焊机对厚度约40～60μm的急冷Cu-13.5%Sn/Ni-19.8%Sn合金箔进行了快速凝固焊接,分析了接头组织形貌及主要工艺参数对接头强度的影响.结果表明,采用微型储能焊机可实现急冷异质Cu/Ni基合金箔材之间的快速凝固连接.连接接头由熔核、熔合区组成.熔核长轴约100μm,短轴约60μm,其组织主要由块、条状的富Ni相、细小致密的Cu13.7Sn柱状晶及分布于柱晶间的α-Cu相组成.熔合区宽度约2～3μm.焊接工艺参数对接头抗剪强度具有显著的影响.在电容C=3300μF、电极力F=12N、焊接电压U=75V、电极端面直径D=0.18mm的条件下,接头抗剪强度高达590MPa.     

电脉冲对取向硅钢凝固组织的影响研究

对取向硅钢熔融态钢液进行处理,对比研究了不同脉冲参数的作用效果。结果表明,电脉冲对钢锭晶粒组织具有明显的细化作用,凝固组织等轴晶比例大幅上升。在脉冲电容、频率、处理时间和电压中,影响等轴晶比例的最显著性因素为脉冲频率;最优正交实验参数为:电容1 200μF,脉冲频率1 Hz,处理时间5 s,脉冲电压800 V;随着输入能量的增大,等轴晶率先增大后减小,脉冲输入能量为某值时,等轴晶率最大,通过经典形核理论和热力学对这一现象进行了解释。     

急冷Cu-Sn合金箔快速凝固连接工艺

应用微型电容储能焊机对厚度约40～60μm的急冷Cu-Sn合金箔带进行了快速凝固焊接,分析了焊接工艺参数对接头组织与性能的影响.结果表明,在储能电容不变的条件下,焊接电压及电极力对接头抗剪强度有着显著影响.随着锡含量增加,实现合金箔焊接所需要的电压减小,电极力增大.Cu-7%Sn,Cu-13.5%Sn合金箔比较适宜的焊接工艺参数分别为U=90 V,F=11 N及U=85 V,F=11.5 N.气孔是Cu-Sn合金箔主要焊接缺陷.随电压降低或电极力增加,接头冷却速率增大,气相形核率降低,气泡长大、合并和迁移在一定程度上受到抑制,气孔产生降低.

Abstract：

The rapid solidification welding of quenched Cu-Sn alloy foils with the thickness of 40 - 60μm was conducted by a micro-type capacitor discharge welding machine, and the effects of welding parameters on microstructural morphology and mechanical properties of joint were researched. The results indicate that welding voltage and electrode pressure have obvious influence on the shear strength of joint under fixed capacitance. With the increase of Sn content, the welding voltage needed decreases and electrode pressure rises accordingly. The favorable welding parameters are U = 90 V, F=11 N for Cu-7% Sn alloy and U = 85 V, F = 11.5 N for Cu-13.5% Sn alloy. The main welding defect is porosity. With decreasing of welding voltage and increasing of electrode pressure, the joint cooling rate increases and the pore nucleation rate decreases. Meanwhile, the growth, mergence and migration of porosities are suppressed, resulting in the decrease of porosity forming tendency.     

等离子弧切割机中IGBT半桥逆变电容的研究

IGBT半桥逆变电路中的电容既是整流电容,又是逆变半桥电容,其值的大小对逆变半桥电路工作有很大的影响。为了限制该电容的充电电流,设置限流电感,但限流电感会造成IGBT过压。采用Amtlab软件研究限流电感对电容充电过程的影响,获得3 700μF时合理的限流电感值。研究半桥逆变电容值的大小对输出电流、电压的影响,在一定的输出电流的条件下,输出电压越高,所需的电容值要求越大,才能保证切割过程稳定。     

细直径TA2/0Cr18Ni9Ti棒材储能焊接试验分析

采用电容储能焊机对直径2.5 mm的TA2纯钛和0Cr18Ni9Ti不锈钢异种棒材进行快速凝固对接研究,分析了接头显微组织和界面结合机制,测试了接头力学性能.结果表明,储能焊能够实现TA2与0Cr18Ni9Ti之间的快速凝固焊接,获得的焊接接头组织细小致密,极快的焊接速度有效抑制了接头中TiFe2,TiFe等脆性金属间化合物的生成.接头缺陷主要为裂纹,并具有脆性断裂特征,裂纹多发于0Cr18Ni9Ti侧,穿过熔合界面向熔核延伸.当焊接电压为195 V,电容为9 900μF,电极力为15 N时,接头抗拉强度达到480 MPa.     

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。     

SiC_W/2024Al薄板储能焊接头组织与性能

采用微型储能焊机对厚度为0.2 mm的SiCW/2024Al复合材料薄板进行了点焊连接研究.分析了接头组织和性能,理论计算了熔核的温度场及冷却速率.结果表明,焊接接头由熔核、热影响区和熔合区组成.熔核平均冷却速率高达5.25×106K/s,极短的焊接时间和极高的冷却速率,使熔核组织得以显著细化,并能有效抑制SiC-Al之间的界面反应;熔合区宽度约为10~15μm,勾勒出熔核与母材之间的分界线;热影响区组织未发生明显粗化,与原始母材保持良好的一致性.当焊接电压U=80 V,电容C=3 300μF,电极力F=18 N时,可获得综合性能优良的高质量点焊接头.     

阳极极化状态下铁电极的交流阻抗

研究了铁电极在中性Na_2SO_4溶液中恒电位阳极极化下。和在不同pH的H_2SO_4/Na_2SO_4溶液中腐蚀电位下的交流阻抗特性。当pH>3.5时,铁电极的界面电容急剧增大至10~3μF/cm~2数量级。而铁电极在中性Na_2SO_4溶液中的界面电容为铁电极上覆盖的Fe(OH)2的电容。通过恒电位阳极极化状态铁电极的高频和低频部份的阻抗特性分析,建立了阳极极化状态铁电极的等效电路。用交流阻抗计算了极化电流密度,其值与同样条件下测得的稳态电流密度相等,说明阳极极化状态下交流阻抗测定的适用性。     

45钢表面电火花沉积Deloro 50工艺参数研究

利用DZ-4000 (Ⅲ)多功能表面强化机,以Deloro 50为电极,保护气体为工业氩气,在45钢试件表面沉积.利用基体上Deloro 50沉积层的厚度、硬度和截面形貌综合分析沉积时间、输出电压、频率和电容对沉积层的影响.结果表明,沉积时间6 min、沉积电压80 V、沉积电容150 μF、沉积频率3 500 Hz时、沉积层厚度为187.3 μm,硬度为HV 1 097,沉积层的综合性能较好.     

碳还原法制备电解电容器用一氧化铌粉末

一氧化铌(NbO)具有与金属相近的导电能力,作为阳极赋能时,与铝、钽、铌等阀金属一样,能在阳极表面形成介电性能优良的无定型氧化膜。研究了真空碳还原Nb2O5制备NbO的原理、工艺条件以及一氧化铌粉末的理化性能和电性能等,参照GB/T3137-1995关于电容器用钽粉电性能测试方法,经实测,一氧化铌粉末具有比电容105120μF·V/g,损耗11.2%,漏电流2.5×10–4μA/μF·V,表明其湿式电性能已达到甚至优于相应的高比容钽粉的水平;沿用钽电容器生产工艺,探索性地进行了小批量以NbO为阳极的电解电容器生产,其成品合格率达到77%。     

立方块状二氧化锰制备及超电容性能研究

以十六烷基三甲基溴化铵为分散剂、尿素为沉淀剂,通过水热法制备了前驱体MnCO3,经热处理得到MnO2。利用X射线衍射和扫描电子显微镜对材料的结构和形貌进行表征,结合循环伏安和恒流充放电测试材料的电化学性能。结果表明:二氧化锰呈现出立方体的结构,样品在-0.4~0.6V(vs.SCE)的电位范围内具有良好的电容性能和循环稳定性,在0.5A/g的电流密度下单电极的放电比电容高达312.3F/g.     

异种金属铁丝-铜板的电容储能冲击焊接

为了探索异种金属微型零件焊接的新工艺,采用电容储能冲击焊接方法,成功地实现了铁丝-铜板的焊接,并研究了电容容量、充电电压、铁丝尖端角度、焊接介质(机油)等工艺参数对焊接接头断裂拉力的影响,利用光学显微镜和扫描电镜分析了焊接接头的显微组织.结果表明,电容储能冲击焊适合铁丝-铜板异种金属的焊接,接头断裂拉力最大可达350N,铁丝一侧的熔合区由2～8μm的细晶粒组成.其最佳的焊接参数是电容容量60mF,充电电压68V,铁丝尖端角度50°,加机油.     

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.     

水热电沉积法生长Co9S8薄膜电极

采用水热电沉积法在泡沫镍基体上原位沉积Co_9S_8薄膜,并对其形貌、组成、结构和电化学性能进行表征和测试。结果表明,镍基Co_9S_8薄膜呈花瓣片状,并具有优异的电化学性能,其在电流密度为10mA/cm~2时,比电容可高达2538.7 F/g。即使电流密度扩大至50 mA/cm~2时,比电容依然可达1930.7 F/g。经过1000次循环(电流密度为20 mA/cm2),比电容仍可达为1825.2 F/g,电容保有率72.8%,经过1500次循环后,电容保有率61.4%。     

海胆球形和纳米线形MnO2制备及其超级电容特性

采用水热法合成海胆球形和单相纳米线形MnO2,并以X射线衍射、扫描电子显微镜、循环伏安、交流阻抗等方法对其进行测试。结果表明：相同反应条件下采用不同反应物可制备具有不同形貌的MnO2。海胆球形MnO2由单相γ-MnO2构成,其直径在1～10μm之间;纳米线形MnO2由单相α-MnO2构成,直径约为50nm,长度大于1μm。两种形貌的MnO2在2 mol/L的（NH4）2SO4溶液中具有良好的电容特性,2mA/cm2放电时海胆球状MnO2比容量值为244F/g,纳米线状MnO2比容量值为159F/g。交流阻抗测试表明,海胆形MnO2作为电极材料,具有更良好的电容性能。