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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

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     

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%。     

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。     

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。     

Effect of pretreatment on electrochemical etching behavior of Al foil in HCl–H2SO4

The aluminum foil for high voltage aluminum electrolytic capacitor was immersed in 0.5 mol/L H₃PO₄ or 0.125 mol/L NaOH solution at 40 °C for different time and then DC electro-etched in 1 mol/L HCl+2.5 mol/L H₂SO₄ electrolyte at 80 °C. The pitting potential and self corrosion potential of Al foil were measured with polarization curves (PC). The potentiostatic current—time curve was recorded and the surface and cross section images of etched Al foil were observed with SEM. The electrochemical impedance spectroscopy (EIS) of etched Al foil and potential transient curves (PTC) during initial etching stage were measured. The results show the chemical pretreatments can activate Al foil surface, facilitate the absorption, diffusion and migration of Cl^? onto the Al foil during etching, and improve the initiation rate of meta-stable pits and density of stable pits and tunnels, leading to much increase in the real surface area and special capacitance of etched Al foil.     

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。     

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%。     

Effect of microstructure on specific capacitance of AA3003 aluminum alloy foils

1　INTRODUCTIONInrecent years ,highspecificcapacitancehascometobepursuedforsmallelectrolyticcapacitors .Themicrostructuresofthealuminumfoilwillinflu encethespecificcapacitanceofthecapacitorsserious ly .AA30 0 3aluminiumalloyisoftenusedforthecathodeofthecapacitors[17] ,containingMn ,Cu ,Mg ,SiandFe ,andshowinganexcellentcorrosionresistance .ThesolubilityofMninAlmatrixisverylowatroomtemperature ,andMnisoftenprecipitat edintheformofMnAl6 .ThesolubleironinAlma trixisverylimited ,oftenpre…     

Elektrolytische Tunnelätzung von Aluminiumfolie

Electrolytic tunnel etching of aluminium foil The most effective method of etching aluminum foil for high voltage electrolytic capacitors is the electrolytic tunnel etching with direct current in an aqueous solution of chloride salts. Surprisingly the classical electrochemical method for determining the potentiostatic current-time curves of annealed high purity aluminum foil delivers a pure tunnel etching in a narrow range around the pitting potential. The potentiostatic current-time curves show the dynamic of the very fast and on an already etched aluminum foil not repeatable process of forming the tunnels (tunnel diameter ca. 0.2 μm; tunnel length 10–100 μm) and immediate after tunnel formation the about 1000 times slower and controllable process of widening these tunnels in the region of passivation current density.     

化学刻蚀制备亲水性铝及润湿性变化规律

目的通过化学刻蚀的方法制备具有亲水性的纯铝与高纯铝表面,在室温下进行时效,分析润湿性随时效时间的变化规律。方法实验以2 mol/L浓度的盐酸进行刻蚀,将试样分别刻蚀4、8、12、16、20 min,吹干制备好的试样。利用OCA15EC接触角测量仪测定润湿角,将试样放置在室温下进行时效,并记录时效后的润湿角,分析润湿角变化的规律;采用场发射扫描电子显微镜观察试样表面的微观形貌,结合Wenzel理论与Cassie理论分析润湿角变化的原因;对试样进行EDS分析,分析时效后试样所含元素含量的变化情况,阐述润湿性变化的机理。结果不同刻蚀时间制备的样品润湿角存在差异,经过室温时效,润湿角呈现增大的趋势。结论纯铝在刻蚀时间16 min时能够获得超亲水的表面,在室温下时效5天能维持润湿角在20°以下。高纯铝在刻蚀时间为12 min时能够获得超亲水表面,经过5天的室温时效,12 min刻蚀的样品润湿性保持得较为稳定,润湿角维持在12°以下,其他刻蚀时间的样品亲水性及稳定性略差。     

Effect of Y on Microstructure and Mechanical Properties as well as Corrosion Resistance of Mg-9Li-3Al Alloy

利用二次离子质谱仪对高压电解电容器用高纯铝箔的微量元素进行了分析,研究了微量元素含量及分布对铝箔织构及性能的影响.结果表明:铝箔中Fe、Si、Cu和Pb含量较高,Fe、Cu元素含量直接影响铝箔的电性能,而Si和Pb元素含量的变化,对铝箔的织构和电性能无直接影响.铝箔中微量元素的平均含量,是影响铝箔织构组成与最终电性能的主要因素.而Fe、Cu等微量元素在近表面深度方向上浓度梯度方向的改变和显著波动,可导致在腐蚀发孔过程中微量元素的微观作用机制发生改变,不利于隧道孔的稳定生长,也是影响铝箔最终电性能的又一个重要原因.