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。     

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。     

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。     

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。     

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.     

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.     

微观结构和微量元素对铝箔腐蚀结构的影响

观察了经300℃退火并分别快冷和慢冷的铝箔表面的电化学腐蚀结构.利用二次离子质谱仪检测了铝箔表面区域Fe、Si、Cu、Mg等微量元素的分布.结果显示:Mg在铝箔外表面的富集高于铝箔内部4个数量级,Fe、Si的富集程度约高2个数量级,而Cu则不足1个数量级.退火后慢速冷却会造成富集于表面的微量元素偏聚于晶界和位错周围,从而会加重腐蚀结构的不均匀性并降低铝箔的比电容.     

晶界对低压电解电容器铝箔腐蚀结构的影响

采用扫描电子显微镜和背散射电子取向成像技术分析研究了低压电解电容器用阳极铝箔的腐蚀结构、晶粒尺寸和晶界分布对比电容的影响及相关机理.结果表明,在铝箔的晶界附近,尤其是大角度晶界附近容易出现尺寸较大的腐蚀孔坑或沟道,造成腐蚀结构的不均匀性并降低比电容.该晶界优先腐蚀的现象起因于晶界的高缺陷密度和与之相应的腐蚀电流密度的局部集中.增加晶界密度可以降低杂质原子偏聚程度和电流密度分布的不均匀性,因此在一些特定的电化学腐蚀条件下可以借助减小晶粒尺寸的方式提高比电容.     

Effect of trace Sn on corrosion behaviors of high voltage anode aluminum foil

The cube texture and the surface corrosion structure of aluminum anode foil for high voltage electrolytic capacitor containing trace Sn were investigated based on quantitative texture analysis and microstructure observation under SEM. High volume fraction of cube texture over 95% and obviously higher specific capacity are obtained in the foils with less than 0.002% Sn. It is indicated that the corrosion behavior of trace Sn on aluminum surface is similar with that of Pb. Higher content of Sn over 0.002% reduces the cube texture component and therefore the specific capacity. Sn, as an eco-ffiendly microelement, can be applied to replace Pb in improving the homogenous pitting behaviors of high voltage aluminum foils.     

有机酸对铝箔阳极氧化膜微观结构与性能的影响

将高压铝电解电容器用腐蚀铝箔分别在硼酸溶液、硼酸+微量苯甲酸、硼酸+微量柠檬酸和硼酸+微量酒石酸溶液中进行阳极氧化制得耐压薄膜;应用透射电镜(TEM)对比研究了硼酸液中添加上述微量有机酸前后所形成阳极氧化膜的厚度与微观结构,应用大功率X-射线衍射(XRD)仪分析了氧化膜的结晶程度,应用LCR数字电桥和小电流充电测试了氧化膜的比电容和耐压值。结果表明:硼酸溶液中微量有机酸的添加有利于促进高结晶度阳极氧化膜的形成;随着溶液酸性的增强,氧化膜晶粒平均尺寸逐渐增大、形成常数降低、获得高比电容值;同时氧化膜相变收缩加剧、内应力增大、氧化膜内部缝隙微观缺陷密度增大,导致氧化膜耐电压值降低。     

小孔腐蚀在铝电解电容器用铝箔质量评价中的应用

阐述小孔腐蚀在铝电解电容器用铝箔质量评价中的应用机理。首先简要介绍电容器铝箔立方织构的形成过程和特征,及小孔腐蚀的一般电化学特点;然后模拟计算多晶体铝箔材料各晶面弹性模量、各晶面原子密度和各晶向原子密度;最后用HCl、HNO3、HF组成的特定侵蚀剂对电容器铝箔实施小孔腐蚀,用扫描电子显微镜(SEM)和光学显微镜(OM)对小孔腐蚀后的铝箔表面形貌与横截面形貌进行观察分析。电容器铝箔侵蚀后表面呈现大量正方形蚀孔,电容器铝箔发生小孔腐蚀具有方向性,蚀孔隧道总是沿着垂直或平行于铝箔表面的方向发展;100、110和111晶向的原子密度依次为2/a、2.12/a、1.15/a,a为晶胞参数,{100}、{110}和{111}晶面的原子密度依次为5/a2、4.24/a2、13.85/a2,{100}、{110}和{111}晶面的弹性模量依次为98.418、109.449、113.2678 GPa,蚀孔隧道活性尖端由{111}晶面构成以降低表面能,蚀孔隧道钝化壁由{100}晶面组成以保持钝化膜稳定。电容器铝箔正方形点蚀表面形貌与铝箔织构有特定的对应关系,织构{100}001含量可以通过计算铝箔表面正方形蚀坑面积的方法来估算。     

Growth and passivation of aluminum etch tunnels at on-off controlling direct current in 6 wt.% HCl solution

Growth and passivation of tunnels within Al foil by on-off controlling DC etching in 6 wt.% HCI solution has been investigated. It was found that, in a given etchant solution at a special temperature, the longest tunnel length was only a function of the turn-on interval of DC. The potential of Al foil broke at on-off controlling DC by the result from anode polarization curves and potential-time （E-t） responding curves. When DC was switched on, the potential increased abruptly over pitting potential, leading to nucleation of pits at the surface and the growth of tunnels at special length. When DC was switched off, the potential decreased rapidly to a passive value, leading to stoppage of nucleation and death of tunnels. By this way, the longest tunnel length can be controlled and a non-piercing layer can be obtained. Hence, etching of Al foil at this current is beneficial for maintaining a good mechanical strength.     

Growth and passivation of aluminum etch tunnels at on-off controlling direct current in 6 wt. % HCI solution

Growth and passivation of tunnels within Al foil by on-off controlling DC etching in 6 wt.% HC1 solution has been investigated.It was found that,in a given etchant solution at a special temperature,the longest tunnel length was only a function of the turn-on interval of DC.The potential of AI foil broke at on-off controlling DC by the result from anode polarization curves and potential-time (E-t) responding curves.When DC was switched on,the potential increased abruptly over pitting potential,leading to nucleation of pits at the surface and the growth of tunnels at special length.When DC was switched off,the potential decreased rapidly to a passive value,leading to stoppage of nucleation and death of tunnels.By this way,the longest tunnel length can be controlled and a non-piercing layer can be obtained.Hence,etching of Al foil at this current is beneficial for maintaining a good mechanical strength.     

中国双零五铝箔生产技术国际领先

综述了中国双零五铝箔的生产技术和市场需求。中国有3个企业生产双零五铝箔,都是用铸轧带坯,而国外全部用热轧带坯。中国生产双零五电力电容箔技术已居国际领先地位。双零五铝箔市场容量有限,生产难度较大,不宜过多企业生产。     

硫酸钠溶液中2024—T3铝合金孔蚀过程的电化学噪声特征

高强度航空铝合金结构材料2024-T3在3.0%（质量分数（Na2SO4溶液中发生局部腐蚀的过程中,电位噪声的谱功率密度（SPD）曲线都具有相同的特征,即在极低频下为白噪声,随着频率的升高逐渐转化为1/f^α噪声,相应于一个噪声信号波,有一个腐蚀孔出现,在孔蚀诱导期,白噪声水平升高,截止频率增大,SPD曲线的倾斜段直线斜率小于-20dBv/decade,且趋于增大,孔蚀发生后,上述3个参量则各自朝着上述方向的塑方向变化,孔蚀时的Hurst指数（H）小于非孔蚀期的Hurst指数,而孔蚀时的系统分维（D）则大于非孔蚀期的系统分维。     

退火对高压电解电容器铝箔微量元素分布和腐蚀性能的影响

观察了经300℃和500℃附加退火并经电化学腐蚀的高压电解电容器用成品铝箔的表面结构。利用二次离子质谱仪检测了铝箔表面区Fe、Si、Cu、Mg、Mn、Zn等微量元素的分布。结果显示，Mg在铝箔外表面的富集多于Fe、Si、Zn元素，而Cu、Mn在表面富集则很少。在铝箔始终保持95％以上立方织构占有率的前提下，500℃附加退火会造成更多微量元素富集于铝箔表面，且较均匀地分布在其上，从而导致了均匀的腐蚀结构和更高的比电容。     

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     

Role of second phase particles in pitting corrosion of 3003 Al alloy in NaCl solution

The second phase particles in 3003 aluminum (Al) alloy were characterized by scanning electron microscope, energy‐dispersive X‐ray analysis and X‐ray diffraction techniques. The role of second phase particles in Al alloy pitting corrosion was investigated by cyclic polarization measurement, and scanning vibrating electrode technique. Results demonstrated that the second phase particles in 3003 Al alloy are mainly Al_x(Fe,Mn) intermetallics, with an average diameter of about 5 µm. The enrichment of Mn in second phase particles forms a galvanic cell effect relative to the adjacent Al alloy substrate. The initiation of pitting corrosion of 3003 Al alloy is the local dissolution of Al substrate around the second phase particles. When a sufficient amount of Al is dissolved away, the second phase particles drop off from the Al substrate, forming large pitting cavities that are usually linked each other.     

柠檬酸对腐蚀铝箔高压阳极氧化膜微观结构与电化学性能的影响(英文)

将高压铝电解电容器用腐蚀铝箔与沸水反应,然后再在硼酸溶液或硼酸-柠檬酸混合酸溶液中进行530V高压阳极氧化制得耐压薄膜,应用透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)研究不同电解液所形成的高压阳极氧化膜的微观结构与结晶程度,利用电化学交流阻抗(EIS)、LCR数字电桥与小电流充电测试阳极氧化膜的电化学性能。结果表明:高压阳极氧化膜具有明显层状结构,内层结晶程度较高、外层结晶程度较低;与单纯硼酸溶液所形成的氧化膜相比,混合酸液所形成的阳极氧化膜的外层结晶程度与晶粒平均尺寸较大,抗电场强度与比电容均比较高,但相变使得氧化膜外层微观缺陷密度增多,氧化膜比电阻与耐电压值有所降低。     

含铝废LiFePO4正极粉在H2SO4溶液中的浸出性能

研究含铝废LiFePO4(LFP)正极粉中LFP和Al的浸出行为及浸出动力学.考察温度(273～368 K)、搅拌速率(200～950 r/min)、反应时间(0～240 min)、酸料比(0.1:1～1:1 mL/g)和液固比(3:1～9:1 mL/g)对浸出过程的影响.结果表明,反应物浓度和温度对Al浸出影响较大....