【摘要】：隨著電子產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展,對電解電容器高容量、小體積、低成本的要求越來越迫切。外接直流電源的直流侵蝕法具有較高腐蝕效率,是目前普遍采用的電化學(xué)腐蝕擴(kuò)面方法之一,但在箔面質(zhì)量穩(wěn)定性、隧道孔的開孔率和孔分布均勻性等方面仍不能滿足高性能鋁電解電容器的要求,有必要進(jìn)行深入探討,以制備出能適應(yīng)小型化和集成化需求的高質(zhì)量腐蝕鋁箔。腐蝕擴(kuò)面過程中外接電源能耗大、成本高,亟需研發(fā)無外接電源的腐蝕工藝,節(jié)約生產(chǎn)成本,增強(qiáng)企業(yè)競爭力。目前,通過化學(xué)鍍在鋁箔表面沉積特定金屬元素形成微電池來促進(jìn)鋁箔的腐蝕擴(kuò)面尚未見報(bào)道。本論文首先對陽極鋁箔進(jìn)行酸堿預(yù)處理,改善鋁箔的表面狀態(tài),調(diào)整氧化膜的厚度及結(jié)構(gòu),增加鋁箔表面活性;然后,在鋁箔表面均勻地沉積標(biāo)準(zhǔn)電極電位比鋁高的微量Zn元素;最后,采用外接直流電源的直流侵蝕法和無外接電源的腐蝕電池法對鋁箔進(jìn)行腐蝕發(fā)孔處理。通過掃描電鏡(SEM)、能譜分析(EDS)、斷面金相圖(OM)、減薄率、失重率以及極化曲線表征鋁箔的腐蝕情況,研究酸堿預(yù)處理、化學(xué)鍍鋅對高純鋁箔直流侵蝕法和腐蝕電池法腐蝕擴(kuò)面的影響,探尋預(yù)處理、電解液體系、腐蝕時(shí)間和溫度、腐蝕方式等與鋁箔腐蝕擴(kuò)面之間的關(guān)系,分析這些因素作用下鋁箔的腐蝕過程及機(jī)理,尋找腐蝕隧道孔形成和發(fā)展的規(guī)律,以獲得較佳的鋁箔腐蝕工藝條件及參數(shù),為工業(yè)上制備高比電容腐蝕鋁箔奠定理論基礎(chǔ)及提供技術(shù)支撐。主要研究內(nèi)容和成果如下:(1)高純陽極鋁箔的直流侵蝕過程及機(jī)理研究(1)濃度為0.5mol/L的氫氧化鈉溶液,在溫度40℃、預(yù)處理60s時(shí)鋁箔直流侵蝕后隧道孔密度與長度增大效果較好;濃度為1.0mol/L鹽酸溶液時(shí),在溫度70℃、預(yù)處理180s時(shí)鋁箔直流侵蝕后隧道孔密度與長度增大效果較好。(2)化學(xué)鍍鋅在鋁箔表面沉積微量的鋅元素、與鋁箔形成Zn-Al微電池,改善和促進(jìn)鋁箔的腐蝕;施鍍?nèi)芤簆H=4-5時(shí),施鍍溫度80℃、施鍍時(shí)間20s為化學(xué)鍍鋅的較佳工藝條件,此條件下鍍鋅鋁箔直流侵蝕后比表面積和比電容均較佳。(3)在3.0mol/L的硫酸和1.0mol/L鹽酸的混合電解質(zhì)溶液中,發(fā)孔溫度80℃下、發(fā)孔時(shí)間6min為酸堿預(yù)處理后化學(xué)鍍鋅鋁箔直流侵蝕發(fā)孔的較佳工藝條件,該條件下腐蝕鋁箔表面腐蝕孔分布均勻、腐蝕擴(kuò)面效果較好,隧道孔密度較大、長度較長、比電容較大。(4)鋁箔表面沉積的鋅元素與鋁構(gòu)成大量微電池單元,產(chǎn)生電偶效應(yīng),在一定程度上增大電路中的電流密度、提高混酸體系中鋁箔的腐蝕效率;此外,微電池單元的存在還能增加鋁箔腐蝕發(fā)孔的均勻性。(2)高純陽極鋁箔的腐蝕電池法侵蝕過程及機(jī)理研究(1)濃度為0.7mol/L的氫氧化鈉溶液,在溫度40℃、預(yù)處理60s時(shí)鋁箔腐蝕電池法侵蝕后隧道孔密度與長度增大效果較好;濃度為1.0mol/L的鹽酸溶液,在溫度70℃、預(yù)處理180s時(shí)鋁箔腐蝕電池法侵蝕后隧道孔密度與長度增大效果較好。與直流侵蝕法相比,堿處理鋁箔腐蝕電池法擴(kuò)面的最佳NaOH濃度略高。(2)施鍍?nèi)芤簆H=4-5時(shí),施鍍溫度80℃、施鍍時(shí)間20s為化學(xué)鍍鋅較佳的工藝條件,此條件下鍍鋅鋁箔腐蝕電池法侵蝕后的比表面積和比電容較大。與直流侵蝕法相比,相同施鍍時(shí)間和施鍍溫度下鋁箔腐蝕電池法的擴(kuò)面效果略低、但有節(jié)能優(yōu)勢。(3)在濃度為3.0mol/L硫酸、1.0mol/L鹽酸及0.3mol/L硝酸鈉混合電解質(zhì)溶液中,發(fā)孔溫度80℃下、發(fā)孔時(shí)間6.5min為化學(xué)鍍鋅鋁箔腐蝕電池法發(fā)孔腐蝕的較佳工藝條件。與直流侵蝕法相比,鍍鋅鋁箔在采用腐蝕電池法擴(kuò)面時(shí)需要的發(fā)孔時(shí)間較長。(4)化學(xué)鍍鋅在鋁箔表面沉積微量鋅元素形成Zn-Al微電池、電位差為0.9V,腐蝕體系中陰極石墨與陽極鋁箔形成C-Al腐蝕電池、電位差為1.794V;Zn-Al微電池與C-Al腐蝕電池產(chǎn)生疊加效應(yīng),促進(jìn)鋁箔表面點(diǎn)蝕的萌生,增加隧道孔密度,提高腐蝕鋁箔的比表面積和比電容。
【圖文】：

貴州大學(xué) 2019 屆碩士研究生學(xué)位論文電容器簡介電容器結(jié)構(gòu)器主要由陽極箔、陰極箔、電解質(zhì)、電解紙、1 所示。陽極箔作為電容器的陽極，連接電路鋁薄膜，，這是鋁箔由電化學(xué)腐蝕后經(jīng)化成工藝其表面氧化膜的厚度和質(zhì)量直接影響到電容器的關(guān)鍵所在。電解紙作為電容器中電解質(zhì)的載證電解質(zhì)溶液能滲透到陰、陽極箔的海綿態(tài)其表面也有一層氧化鋁薄膜，但陰極箔的實(shí)圖 1-1 將陽極箔和陰極箔分別與正、負(fù)極相解電容器的芯子，用鋁外殼封裝，便構(gòu)成鋁電

圖 1-2 由陰極介電材料和陽極介電材料（如厚度分別為 dc、da的氧化鋁膜）構(gòu)成的電解電容器側(cè)面示意圖g.1-2 The schematic diagram of electrolytic capacitor composed of the cathode and adielectric materials (The thickness of alumina films are dcand darespectively)電解電容器可看作由具有電容特性的陰極氧化膜和陽極氧化膜互相串的平板電容器，其中，陰極介電材料厚度為 dc、陽極介電材料厚度為 da解電容器的總電容量C與陽極氧化膜電容Ca和陰極氧化鋁膜電容Cc之式（1-3）所示，介電材料的承受電壓、電容和介電材料厚度三者之間（1-4）所示[23-24]：acCCC111 accaacddCCUU 由于陰極箔表面通常只是一層非常薄的氧化鋁膜，由公式（1-1）可知，
【學(xué)位授予單位】：貴州大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TF821

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 李蘭強(qiáng);董士剛;王偉;胡融剛;杜榮歸;林昌健;王佳;;混凝土中鋼筋腐蝕早期過程宏觀腐蝕電池與微觀腐蝕電池相互作用[J];中國科學(xué):技術(shù)科學(xué);2010年09期

2 李鳳仙，李善評，張成祿，趙海霞;腐蝕電池法處理印染廢水[J];化工環(huán)保;1995年03期

3 李偉光;趙萬祥;孔全興;蔣林中;龍磊軍;廖雪波;;不銹鋼閉塞腐蝕電池與腐蝕控制[J];全面腐蝕控制;2014年08期

4 藍(lán)俊康,王焰新;利用鐵屑腐蝕電池原位修復(fù)被氯代烴污染地下水的研究進(jìn)展[J];地質(zhì)科技情報(bào);2002年03期

5 洪乃豐;鋼鐵腐蝕與鋼結(jié)構(gòu)防護(hù)系列問答(3)[J];鋼結(jié)構(gòu);2004年01期

6 杜元龍;;局部腐蝕電池中陰極和“閉塞”陽極之間電位差及其組份的研究[J];中國腐蝕與防護(hù)學(xué)報(bào);1984年02期

7 張娜;李楊;;鋰離子動(dòng)力電池鋁外殼的腐蝕[J];腐蝕與防護(hù);2015年04期

8 王建民;陳學(xué)群;李國民;常萬順;;兩類船用低合金鋼耐點(diǎn)蝕性能的比較[J];中國腐蝕與防護(hù)學(xué)報(bào);2005年06期

9 齊旭東;趙慶良;王琨;李鋼;袁寶;;腐蝕電池-Fenton工藝用于垃圾滲濾液的預(yù)處理研究[J];環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào);2006年01期

10 余作焱;吳湖珍;;船舶的防護(hù)與涂料的種類[J];武漢造船(武漢造船工程學(xué)會(huì)會(huì)刊);1984年02期

相關(guān)會(huì)議論文 前2條

1 汪的華;甘復(fù)興;林安;;腐蝕電池在材料制備和污染凈化中的若干應(yīng)用[A];2010年全國腐蝕電化學(xué)及測試方法學(xué)術(shù)會(huì)議摘要集[C];2010年

2 耿剛強(qiáng);官磊;林杰;;橋梁鋼結(jié)構(gòu)防腐保護(hù)及其失效機(jī)理分析[A];第六屆全國表面工程學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2006年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前4條

1 朱開放;化學(xué)鍍鋅對鋁電解電容器用陽極鋁箔腐蝕擴(kuò)面的影響及其機(jī)理研究[D];貴州大學(xué);2019年

2 李蘭強(qiáng);陣列電極技術(shù)研究鋼筋在混凝土中宏觀腐蝕電池與微觀腐蝕電池相互作用[D];廈門大學(xué);2009年

3 梁田;電聚合緩蝕劑對高純鋁箔電化學(xué)侵蝕行為影響研究[D];貴州大學(xué);2016年

4 田欣;儲(chǔ)罐及埋地管網(wǎng)區(qū)域性腐蝕與防護(hù)研究[D];大慶石油學(xué)院;2007年

本文編號(hào)：2650331