🔊При производстве алюминиевых электролитических конденсаторов увеличение значения емкости на единицу объема является направлением постоянного совершенствования конденсаторов. Емкость пропорциональна эффективной площади поверхности электрода, поэтому наиболее эффективным способом увеличения емкости алюминиевых электролитических конденсаторов является увеличение эффективной площади поверхности алюминиевой фольги❗️Это технология коррозии алюминиевой фольги электролитического конденсатора.

Как увеличить эффективную площадь поверхности алюминиевой фольги электролитического конденсатора❓

В настоящее время для производства используется электрохимическая коррозия。Послекоррозиинаповерхностиалюминиевойфольгиобразуетсябольшоеколичествокоррозионныхотверстий,какпоказанонарисунке3-1,чтозначительноувеличиваетплощадьповерхностиэлектрода。

В этой статье будет представлена технология коррозии алюминиевой фольги для электролитических конденсаторов。

технология коррозии алюминиевой фольги электролитического конденсатора

⌛️ 1.1 Влияние параметров проржавевшей алюминиевой фольги на электролитические конденсаторы

технология коррозии алюминиевой фольги электролитического конденсатора

D0 представляет собой диаметр протравленного отверстия, когда оксидная пленка не сформирована, а D1 и D2 представляют собой внутренний диаметр и внешний диаметр протравленного отверстия после образования оксидной пленки соответственно. L — глубина протравленного отверстия, толщина оксидной пленки — d. L»D0 обычно используется в реальном производстве. Поэтому площадь дна протравленного отверстия пренебрежимо мала. Примем плотность алюминия за 2,7 г/см3 и плотность оксидной пленки за 3,4 г/см3. Если предположить, что оксидная пленка формируется в строгом соответствии со стехиометрическим соотношением А12О3, то

Формула 3-1

 

технология коррозии алюминиевой фольги электролитического конденсатора

Поэтому: Уравнение 3-2

технология коррозии алюминиевой фольги электролитического конденсатора

При этом по геометрической зависимости толщина оксидной пленки удовлетворяет формуле 3-3

технология коррозии алюминиевой фольги электролитического конденсатора

Вы можете получить: Уравнение 3-4

технология коррозии алюминиевой фольги электролитического конденсатора

Сдругой стороны, согласно формуле цилиндрической емкости, емкость одиночной цилиндрической ямы равна: (Уравнение 3-5)

технология коррозии алюминиевой фольги электролитического конденсатора

Если предположить, что глубина ямок одинакова, расстояние между ямками равно p, а распределение является гексагональным с плотной упаковкой, то удельная емкость образца равна: (Уравнение 3-6)

технология коррозии алюминиевой фольги электролитического конденсатора

📌Из формулы (3-4) и формулы (3-6) видно, что чем больше глубина отверстия травления L, тем меньше расстояние между отверстиями травления P, чем меньше размер отверстия травления D0, тем меньше оксидная пленка толщина d, Чем меньше размер травленой фольги. Чем больше значение удельной емкости Cp. Следует отметить, что глубина ямы L ограничена толщиной и прочностью алюминиевой фольги электролитического конденсатора и не может увеличиваться до бесконечности. Кроме того, в дополнение к тому, что эффективные отверстия для травления анодной коррозионной фольги практических электролитических конденсаторов не блокируются и не засыпаются оксидами, они также должны оставлять зазоры для проникновения электролита, образуя достаточные электрические пути для эффективного функционирования в качестве электродов.

⌛️ 1.2 Механизм коррозии алюминиевой фольги для электролитических конденсаторов

Обычно результатом электролитической коррозии является полировка, шероховатость и точечная коррозия. Полировка не увеличивает площадь поверхности, а придание шероховатости только увеличивает площадь поверхности до определенной степени. С другой стороны, в растворе, содержащем некоторое количество активных ионов на поверхности металла, покрытой пассивирующей пленкой, когда состав раствора, поляризационный потенциал и температура достигают критических значений, возникает коррозия, сильно сконцентрированная в некоторых локальных местах на поверхности, образование коррозионных отверстий, такая коррозия называется питтинговой. Характерной чертой точечной коррозии на пассивированных металлических поверхностях является то, что коррозия может развиваться глубоко в язвах, в то время как пассивирующая пленка остается на поверхности металла вне язв. Следовательно, точечная коррозия может эффективно увеличить площадь поверхности металла.

Среди металлов наиболее легко пассивируются хром и молибден, за ними следуют никель и железо, а вентильные металлы, такие как алюминий, титан и тантал, легче окисляются. Пассивирующие свойства металлов определяются не только свойствами самого металла, но и тесно связаны со свойствами контактирующего с ним раствора. Помимо тиоцианата и бромида, наиболее типичным реактивным ионом, который вызывает точечную коррозию на пассивированных металлических поверхностях, является хлорид. Питтинговая коррозия возникает, когда алюминий находится в агрессивном растворе, содержащем ионы хлора.

📌1.2.1 Питтинговая коррозия алюминиевой фольги в растворе соляной кислоты высокой концентрации

Анодная коррозия алюминиевого электролитического конденсатора высокого напряжения Алюминиевая фольга обычно готовится анодной коррозией в растворе соляной кислоты с концентрацией около 2 моль / л. Чтобы предотвратить общую эрозию поверхности алюминиевого материала, когда он подвергается коррозии в высококонцентрированной соляной кислоте, следует соответствующим образом добавить некоторые средства для защиты поверхности. агент. Обычно используемые средства защиты поверхности включают органические ингибиторы коррозии или неорганические кислоты и соли, которые могут образовывать очищающие пленки. Поскольку органические ингибиторы коррозии обычно работают, образуя непрерывный или прерывистый адсорбционный слой на поверхности металла, это будет подавлять коррозию всей металлической поверхности, что противоречит первоначальному замыслу поверхностной коррозии расширения. Поэтому неорганические кислоты и соли, образующие пассивные пленки, обычно используются в качестве средств защиты поверхности от поверхностной коррозии.

Эти комплексные анионы могут обладать сильными окислительными свойствами, образовывать пассивирующую пленку на поверхности металла или соединяться с ионами металла продукта анодной реакции, образовывать пленку нерастворимой соли металла на поверхности металла и формировать пленку пассивации или пленку нерастворимой соли. на металлической поверхности. Пористая пленка на поверхности металла образуется под действием сильной кислоты и высокой концентрации сильноагрессивного аниона CI-, поэтому наличие этих поверхностных пленочных слоев позволяет контролировать возникновение и развитие точечной коррозии на поверхности алюминиевой фольги. На примере добавления H2SO4CrO3 или HF был изучен процесс электролитической точечной коррозии алюминия в 2 моль/л HCl.

🔸(1) Методы исследования

Возьмите образцы отожженной алюминиевой фольги и нарежьте их на прямоугольные полоски размером 20 мм X 100 мм. Покройте заштрихованную часть на рис. 3-3 полиуретановой эмалью, оставив область размером 10 мм X 10 мм в качестве экспериментальной области (обратная сторона алюминиевой фольги также окрашена эмалью).

технология коррозии алюминиевой фольги электролитического конденсатораРисунок 3-3

После того, как основа эмали высохнет, замочите ее в 1 моль/л NaOH на 10 минут, затем замочите в 4/% HNO3 на 30 секунд и промойте деионизированной водой. После этого с использованием различных электролитических травильных растворов и насыщенных каломельных электродов в качестве электродов сравнения были проверены характеристики циклической вольтамперометрии в диапазоне -0,2~0В, скорость сканирования 0,2В/с, цикл повторен 3 раза. После трех потенциальных циклов образцы промывали чистой водой, а затем анодировали в 10%-ном растворе адипината аммония при температуре 87 ± 2 °С и напряжении 20 В в течение 15 мин методом постоянного тока — постоянного давления. Затем в 10% растворе адипината аммония при температуре 30 ± 1 ℃, 120 Гц проверьте его электростатическую емкость. Наконец, морфологию поверхности образцов наблюдали с помощью сканирующего электронного микроскопа.

технология коррозии алюминиевой фольги электролитического конденсатораРисунок 3-4

Электролит, используемый для защиты от коррозии, показан в Таблице 3-1.

технология коррозии алюминиевой фольги электролитического конденсатораТаблица 3-1

🔸 (2) Используйте только раствор HCl с концентрацией 2 моль/л

Когда алюминий подвергается электролитической коррозии в растворе HCl, электродная реакция выглядит следующим обраезом3:

технология коррозии алюминиевой фольги электролитического конденсатора

Катодная реакция (уравнение 3-8)

технология коррозии алюминиевой фольги электролитического конденсатора

Рисунок 3-5 представляет собой характеристическую кривую циклической вольтамперометрии алюминия в условиях 2 моль/л HCl и 30℃. Потенциалы, соответствующие точкам a, b, c, d и e, представляют собой потенциал пробоя пассивирующей пленки (Ebd), потенциал обращения анода или пиковый потенциал анодного тока (Eap) и потенциал репассивации (ErP) соответственно. Потенциал образования водорода (EH) на потенциал катодного реверсирования или пиковый потенциал катодного тока (Ecp). Между EH и Ebd находится зона пассивации алюминия.

Как видно из рис. 3-5, по сравнению с потенциалом насыщенного каломельного электрода, потенциал пробоя Ebd пассивирующей пленки составляет -750 мВ, пиковый потенциал анодного тока Eap составляет -100 мВ, потенциал репассивации Erp составляет -925 мВ, а производство водорода. Потенциал EH был равен -1,5 В, а пиковый потенциал катодного тока был равен -2 В. По мере увеличения числа циклов пиковая плотность тока анода постепенно увеличивается, что свидетельствует о том, что при измерении характеристик циклической вольтамперометрии алюминиевый образец сильно корродирует с одной стороны, а эффективная площадь поверхности образца увеличивается с другой. другая рука. с другой стороны. с другой стороны. Феномен питтинга.

технология коррозии алюминиевой фольги электролитического конденсатораРисунок 3-5

После трех циклов удельная емкость образца составила 0,5 мкФ/Кл㎡, а удельная емкость образца без испытания на циклирование составила 0,25 мкФ/Кл㎡. После циклового эксперимента на поверхности алюминиевой фольги появилась некоторая степень точечной коррозии, что увеличило площадь ее поверхности вдвое.

По морфологии поверхности образцов после циклического испытания, представленной на рис. 3-6(а), видно, что размер и плотность протравленных отверстий одинаковы. После увеличения части фотографии (как показано на рис. 3-6(b)) видно, что форма травильного отверстия такова, что каждое травильное отверстие состоит из множества маленьких квадратных отверстий, а коррозия демонстрирует очевидную анизотропию. Длина стороны протравленного отверстия составляет около 20 мкм. Это явление показывает, что когда в качестве травильной среды используется только раствор HCl с концентрацией 2 моль/л, стенки протравленных отверстий не защищаются эффективно, а поперечный размер протравленных отверстий увеличивается слишком быстро, что приводит к слиянию протравленных отверстий. Если плотность косточек слишком мала, произойдет рафинирование. Эта тенденция не способствует увеличению плотности питтинга,

технология коррозии алюминиевой фольги электролитического конденсатораРисунок 3-6

🔸 (3) Добавьте H2SO4 к 2 моль/л HCl

После добавления раствора H2SO4 к 2 моль HCl реакция протекает при профилактике:

технология коррозии алюминиевой фольги электролитического конденсатора

Форма кривой циклической вольтамперометрии примерно такая же, как у одного раствора HCL с концентрацией 2 моль/л. Отличие состоит в том, что потенциал пробоя пассивирующей пленки Ebd смещается в положительную сторону, а пиковый ток анодной поляризации становится меньше. Поскольку потенциал репассивации Ebd остается неизменным, кривая анодной поляризации уширяется в направлении потенциала и сжимается в направлении тока, как показано на рис. 3-7.

технология коррозии алюминиевой фольги электролитического конденсатораРисунок 3-7

На рис. 3-8 показана зависимость между потенциалом пробоя Ebd пассивирующей пленки и количеством добавленной H2SO4. При добавлении H2SO4 потенциал пробоя Ebd пассивирующей пленки смещается в сторону положительного потенциала, так как добавление H2SO4 делает поверхность алюминиевой фольги пассивированной, а плотность структуры и толщина пленки увеличиваются.

технология коррозии алюминиевой фольги электролитического конденсатораРисунок 3-8

Концентрация H2SO4 увеличивается при добавлении H2SO4. Благодаря повышенной пассивирующей способности раствора энергия питтинга постепенно снижалась. Морфология поверхности образцов после циклической вольтамперометрии представлена ​​на рис. 1. 3-9. Плотность пор постепенно уменьшается с увеличением концентрации H2SO4, поэтому удельная емкость образца постепенно уменьшается, как показано на рисунке 3-10. Однако после добавления H2SO4 отслоение поверхности алюминиевой фольги эффективно подавлялось по сравнению с использованием только HCl.

технология коррозии алюминиевой фольги электролитического конденсатораРисунок 3-9

🔸 (4) Добавьте CrO3 к 2 моль/л HCl

При добавлении CrO3 к раствору соляной кислоты сначала происходит реакция гидролиза с образованием CrO42-

технология коррозии алюминиевой фольги электролитического конденсатораРисунок 3-10

Затем происходит подкисление CrO42-: с образованием Cr2O72-

технология коррозии алюминиевой фольги электролитического конденсатора

Поскольку Cr2O72- обладает сильными окислительными свойствами в кислых условиях, при добавлении CrO3 необходимо повысить пассивацию раствора. Кроме того, поскольку реакция восстановления Cr2O72- может протекать на катоде, генерируя:

технология коррозии алюминиевой фольги электролитического конденсатора

Поэтому в катодной части кривой циклической вольтамперометрии появляется сильный пик тока. На катодной кривой появляется точка перегиба тока, обусловленная реакцией выделения водорода на катоде. Циклические вольтамперометрические характеристики формы кривой показаны на рисунке 3-11. Аналогично и Erp без изменений. Катодная поляризационная часть совершенно другая. При катодной поляризации не только сильно увеличивается плотность тока, но и форма характеристической кривой в катодно-поляризованной части иная. ) становится незаметным. Это происходит главным образом потому, что катодно поляризованная реакция выделения водорода при добавлении H2SO4 заменяется реакцией восстановления при добавлении CrO3 (см. уравнение (3-12)).

технология коррозии алюминиевой фольги электролитического конденсатораРисунок 3-11

Переход от катодной поляризации к анодной поляризации имеет тенденцию быть незначительным с увеличением добавки CrO3. При добавлении количества CrO3 0,5 моль/л переходная зона практически исчезает. Как показано на рисунке 3-11(e). Форма и ток анодной поляризационной кривой не изменились, что указывает на то, что степень анодной коррозии оставалась неизменной при любых условиях, что также видно из морфологии поверхности подвергшихся коррозии образцов, показанной на рисунке 3-12. Поскольку ток анодного пика при добавлении CrO3 намного меньше тока пика анодной поляризации при добавлении только 2 моль/л HCl, можно видеть, что степень коррозии явно снижается при добавлении CrO3. Кроме того, как и в случае с добавлением серной кислоты,

технология коррозии алюминиевой фольги электролитического конденсатораРисунок 3-12

🔸 (5) Добавьте 0,5 моль/л CrO3 и H2SO4 к 2 моль/л HCl

Из вышеизложенного видно, что добавка H2SO4 повышает пассивирующую способность раствора по отношению к алюминию и ослабляет коррозионную способность. То же самое верно и при добавлении 0,5 моль/л CrO3 и H2SO4 к 2 моль/л HC. Когда кривая циклической вольтамперометрии показывает анодирование, пиковый анодный ток уменьшается. Кроме того, за счет пассивной пленки, покрывающей часть поверхности алюминиевых образцов, эффективная площадь поверхности при катодной поляризации уменьшается, что приводит к уменьшению катодного пикового тока при катодной поляризации. Переход от катодной к анодной поляризации исчезает. В процессе сканирования от катодной поляризации к анодной поляризации зависимость между током поляризации и потенциалом поляризации представляет собой почти прямую линию, то есть весь процесс практически контролируется омическим сопротивлением пассивирующей пленки. Типичная кривая циклической вольтамперометрии показана на рисунке 3-13.

технология коррозии алюминиевой фольги электролитического конденсатораРисунок 3-13

Пиковый анодный ток во время анодной поляризации имеет тенденцию к увеличению с увеличением числа циклов. Это связано с высокой плотностью точечной коррозии на поверхности образцов алюминиевой фольги. А пористость продолжает расширяться и углубляться, что вызвано увеличением площади поверхности образца. При одновременном добавлении 0,5 моль/л Cro3 и H2SO4 к 2 моль/л HC пассивирующая способность раствора значительно улучшается, питтинговая коррозия возникает труднее, а плотность питтинговой коррозии меньше, но сильная. защитная способность значительно усиливает эффект эрозии поверхности. Морфология поверхности образца после циклического испытания показана на рис. 3-14, а кривая изменения удельной емкости образца при добавлении количества H2SO4 показана на рис. 3-15.

технология коррозии алюминиевой фольги электролитического конденсатораРисунок 3-14

технология коррозии алюминиевой фольги электролитического конденсатораРисунок 3-15

🔸 (6) Добавьте 0,5 моль/л CrO3, 0,5 моль/л H2SO4 и HF к 2 моль/л HCl

Поскольку HF оказывает сильное растворяющее действие на пассивирующую пленку, при добавлении HF к растворенным 2 моль/л HCl + 0,5 моль/л CrO3 + 0,5 моль/л H2SO4 кривая циклической вольтамперометрии образца алюминия сильно меняется. . Добавление HF приводит к растворению пассивирующей пленки, что способствует коррозии алюминия в процессе анодной поляризации, а также ускоряет процесс восстановления Cr2O в процессе катодной поляризации. Пиковый ток поляризации одновременно увеличивается, как показано на рис. 3-16.

технология коррозии алюминиевой фольги электролитического конденсатораРисунок 3-16

Рисунок 3-16 сильно отличается от предыдущей формы кривой, область, окруженная петлевой кривой, становится меньше во время сканирования. Это связано с тем, что присутствие HF значительно ускоряет процесс растворения пассивирующей пленки и снижает перенапряжение поляризации, вызванное дополнительной поляризацией, вызванной пассивирующей пленкой. Даже при добавлении всего 0,01 моль/л HF форма кривой циклической вольтамперометрии сильно отличается от таковой без добавления HF, а плотность тока анодной поляризации и плотность тока катодной поляризации значительно возрастают. При дальнейшем добавлении HF плотность тока равнялась 2. Поляризация значительно возрастает. Рост плотности замедлился.

На рис. 3-17 показана топография поверхности образцов с различными концентрациями добавленного HF. Видно, что поверхностная плотность питтингов образцов равномерно увеличивается с увеличением концентрации добавленного HF, что согласуется с тенденцией увеличения пикового тока анодирования с увеличением концентрации HF. Образцы после циклических испытаний. Тенденция увеличения удельной емкости с увеличением концентрации HF сохраняется (см. рис. 3-18).

технология коррозии алюминиевой фольги электролитического конденсатораРисунок 3-17

технология коррозии алюминиевой фольги электролитического конденсатораРисунок 3-18

🔸 (7) Подвести итоги

При добавлении различных видов и различных концентраций добавок к образцам алюминиевой фольги в растворах HCl 2 моль/л и 2 моль/л HCl были сделаны следующие выводы: также произойдет эрозия. После добавления H2SO4 и CrO3 повышается пассивирующая способность раствора и повышается способность защиты от поверхностной коррозии образца, но снижается способность к питтинговой коррозии. Исходя из этого, добавление небольшого количества HF может не только оказывать сильное растворяющее действие на пассивирующую пленку, но также равномерно вызывать точечную коррозию высокой плотности и эффективно предотвращать поверхностную коррозию.

📌 1.2.2 Старт питтинга и растущие текстуры

Исследования в предыдущем разделе показывают, что электролитическая коррозия алюминия в смешанном растворе 2 моль/л HCl+0,5 моль/л Cro3+0,5 моль/л H2SO4+HF имеет хорошие характеристики точечной коррозии, а поверхностная плотность образования выборка высокая и распределение равномерное. Отсутствие коррозии на поверхности. Следующий анализ этого явления

🔸 (1) Конверсионное покрытие металлической поверхности

При нахождении металла в определенной среде переход от активного металла к соответствующему пассивирующему соединению всегда происходит самопроизвольно из-за термодинамической неустойчивости. Если в результате этого превращения образуется устойчивое соединение, обладающее сильной адгезией и нерастворимое в воде или данной среде, то соединение, образующееся на поверхности металла, называется химическим конверсионным покрытием. Бистек (T.Biestek) и Вебер (J.Weber) предложили использовать следующую формулу реакции, чтобы строго определить и выразить образование химической конверсии мембраны:

технология коррозии алюминиевой фольги электролитического конденсатора

К средам, которые могут образовывать химическую конверсионную пленку на поверхности металла, относятся серная кислота и сульфат, фосфорная кислота и фосфат, хромовая кислота и бихромат и т. д.

🔸 (2) Покрытие для преобразования поверхности при коррозии алюминиевой фольги

Когда алюминий подвергается анодной коррозии в электролите 2 моль/л HCl+0,5 моль/л Na2 Cr2O7 +0,5 моль/л H2SO4 +0,1 моль/л HF, катодная реакция

технология коррозии алюминиевой фольги электролитического конденсатораФормула 3-14

технология коррозии алюминиевой фольги электролитического конденсатораФормула 3-15, то же, что и 3-12

Реакция восстановления Cr2O72- может происходить на катоде (на графитовом электроде) или на поверхности алюминиевой фольги. Cr2O72- притягивается к поверхности алюминиевой фольги под действием электрического поля и непосредственно реагирует с Al на поверхности алюминиевой фольги с образованием Cr3+. Из-за реакции, выраженной уравнением. (3-16) На локальной поверхности анода расходуется большое количество H+, а близлежащее значение pH увеличивается, вызывая следующие дополнительные реакции на аноде:

технология коррозии алюминиевой фольги электролитического конденсатораФормулы 3-16 и 3-17

При этом анодная реакция:

технология коррозии алюминиевой фольги электролитического конденсатораФормула 3-18

Поскольку на поверхности образца алюминиевой фольги имеется слой естественной оксидной пленки, на поверхности образца будет образовываться слой Al(OH)3 и Cr(OH) за счет протекания реакций, описываемых формулой (3-16) и формулы (3-17). . форма. 3, и конверсионной пленкой сложного состава, состоящей из хромата и воды, так что реакция, представленная формулой (3-18), не может протекать непосредственно на поверхности алюминиевой фольги. Если раствор содержит определенное количество ионов фтора, ионы фтора будут разъедать естественную оксидную пленку и конверсионную пленку и обнажать поверхность чистого алюминия, так что последующая реакция может протекать гладко. Ионы хлора и сульфата в растворе также оказывают определенное растворяющее действие на естественную оксидную пленку.

Из-за коррозии активных анионов конверсионная пленка на поверхности алюминиевой фольги образует двухслойную структурную пленку с пористым слоем в качестве внешнего слоя и плотным слоем в качестве внутреннего слоя, как показано на рисунке 3-19. . (1).

технология коррозии алюминиевой фольги электролитического конденсатораРисунок 3-19

Конверсионная пленка может предотвратить дальнейшее растворение алюминия, но когда содержание активных анионов достигает определенного значения, плотный слой на дне пор конверсионной пленки будет атакован и растворен активными анионами, а нижележащий алюминий может подвергнуться коррозии. В то же время, поскольку ток концентрируется в положении ямки, здесь могут протекать реакции, представленные уравнениями (3-16) и (3-17), тем самым вновь образуя конверсионную пленку. Вновь сформированное конверсионное покрытие может снова трескаться, растворяться и затем образовывать конверсионное покрытие. Во время чередующегося процесса растворения→формирования→повторного растворения→восстановления конверсионной пленки на дне отверстия протравленное отверстие постепенно углубляется, как показано на рис. 3-19(b). В это время толщина конверсионной пленки,

🔸 (3) Конверсионное покрытие контролирует процесс коррозии алюминиевой фольги

В первые несколько секунд электрохимической коррозии на поверхности образца алюминия появляется пленка естественного оксида, коррозионная стойкость пленки естественного оксида различна в каждом положении. Собственная оксидная пленка в дислокационных, дефектных или богатых примесями областях предпочтительно растворяется активными анионами, что приводит к преимущественному образованию конверсионных пленок в этих областях. После образования конверсионной пленки дно ее пор разрушается реактивными анионами, что инициирует начальную точечную коррозию. После начала начального травления, поскольку на дне отверстия для переносной пленки нет пленки для переноса, ток концентрируется, так что пленка для переноса повторно формируется на дне отверстия, которое может снова разорваться, а затем пленка переноса формируется снова. Когда потенциал на дне отверстия слишком запаздывает для диффузии растворенных ионов алюминия в раствор или когда омический потенциал в отверстии травления падает до потенциала репассивации, рост отверстия травления прекращается.

Процесс, при котором плотный слой на дне конверсионной пленки подвергается атаке и растворению активными анионами, является процессом инициирования ямки, а процесс растворения→формирования→повторного растворения→преобразования конверсионной пленки в отверстии является процессом инициирования ямы. процесс роста ямы. В смешанном растворе, содержащем HCl, H2SO4, H2Cr2O7 и HF, зарождение и рост пор в алюминиевых образцах контролировались структурой конверсионного покрытия. Рост протравленного отверстия прекращается. Процесс, при котором плотный слой на дне конверсионной пленки подвергается атаке и растворению активными анионами, является процессом инициации ямки, а процесс растворения→формирования→повторного растворения→преобразования конверсионной пленки в отверстии является процессом роста ямы. В смешанном растворе, содержащем HCl, H2SO4, H2Cr2O7 и HF, зарождение и рост пор в алюминиевых образцах контролировались структурой конверсионного покрытия. Рост протравленного отверстия прекращается.

Процесс, при котором плотный слой на дне конверсионной пленки подвергается атаке и растворению активными анионами, является процессом инициирования ямки, а процесс растворения→формирования→повторного растворения→преобразования конверсионной пленки в отверстии является процессом инициирования ямы. процесс роста ямы. В смешанном растворе, содержащем HCl, H2SO4, H2Cr2O7 и HF, зарождение и рост пор в алюминиевых образцах контролировались структурой конверсионного покрытия.

В то же время с увеличением времени коррозии вся естественная оксидная пленка на поверхности образца растворяется активными анионами, в результате чего на всей поверхности образца образуется конверсионная пленка, так что поверхность всей поверхности образца травится и развивается непрерывно в направлении глубины. . Поскольку пористость и размер пор конверсионной пленки определяются условиями коррозии, успешно управлять распределением коррозионных пор можно только путем адаптивного управления составом, температурой и плотностью тока электролита. Кроме того, явления поверхностной эрозии во время зарождения и роста протравленных отверстий исключаются, поскольку области между протравленными отверстиями защищены конверсионным покрытием.

🔸 (4) Исходное положение питтинга

Для изучения взаимосвязи между расположением ямок и примесями образцы были подготовлены с помощью гальваностатического испытания на коррозию, а морфология поверхности и элементный состав подвергшихся коррозии образцов были проанализированы с помощью сканирующего электронного микроскопа (СЭМ), оснащенного энергодисперсионным X-. Оборудование для рентгенографического анализа (EDS). На рис. 3-20 показана морфология поверхности образцов после предварительной обработки H2SO4 перед испытанием на гальваностатическую коррозию. Предварительная обработка погружением в H2SO4 не только удаляет масло и пыль с поверхности, но и оказывает определенный активирующий эффект на поверхность.

технология коррозии алюминиевой фольги электролитического конденсатораРисунок 3-20

Принцип гальваностатического испытания на коррозию показан на рис. 3-21. Размер экспериментальной области составляет 40 мм × 100 мм с обеих сторон, а электролит представляет собой смесь 2 моль/л HCl+0,5 моль/л Na2Cr2O7+0,5 моль/л H2SO4+0,1 моль/л HF. Чтобы поддерживать относительно постоянные условия электролита при тестировании различных образцов, в смешанном электролите растворяли 0,1 моль/л алюминия. Температуру электролита поддерживали на уровне 80±1°C, а плотность подаваемого постоянного тока составляла 250 мА/мА. Поскольку обе стороны образца подвергались коррозии одновременно, фактическая плотность приложенного тока на каждой стороне составляла 125 мА/м. Время испытания постоянным током составляет 0, 5, 10, 15, 20, 30, 40, 50, 60 секунд. После испытаний образцы промывали деионизированной водой, а затем сушили для определения состава и элементного анализа.

технология коррозии алюминиевой фольги электролитического конденсатораРисунок 3-21

На рис. 3-22 показана морфология поверхности образцов при времени гальваностатической коррозии 5, 10, 15, 20, 30, 40, 50 и 60 с соответственно. Белые области — это участки с коррозией, а черные области — это участки без коррозии. Видно, что с увеличением времени коррозии корродированная область продолжает расширяться, а некорродированная область продолжает сжиматься. Когда время травления превышает 30 с, область коррозии распространяется на всю поверхность, но когда время травления меньше (менее 30 с), поры коррозии группируются, а не распределяются равномерно, что указывает на то, что начальное исходное положение коррозии неполное. . Более вероятно, что он случайным образом появится в областях, богатых примесными элементами, областях границ зерен, областях дислокаций или областях дефектов.

технология коррозии алюминиевой фольги электролитического конденсатораРисунок 3-22

На рис. 3-22 (a) и (b) видно, что области коррозии сгруппированы на линии дорожки качения, указывая на то, что дорожка качения — это место, где изначально образуются коррозионные язвы. С точки зрения процесса прокатки алюминиевой фольги, следы прокатки образуются из-за сильной фрагментации зерен или фрагментации обогащенных примесей, поэтому положение следов прокатки является областью дислокации или обогащения дефектов или областью обогащения примесями. . Область дефекта или дефекта содержит большую энергию искажения решетки и, следовательно, имеет более высокую химическую формулу. С другой стороны, для области примесей, поскольку алюминий является активным металлом, а примеси, такие как железо и медь, являются инертными металлами, когда примеси, такие как железо и медь, обогащены алюминием, эти примеси становятся локальными катодами в алюминии, что приводит к улавливание окружающих примесей. Алюминий корродирует преимущественно.

Для дальнейшего изучения причин преимущественной коррозии был проведен элементный анализ на корродированных и некорродированных участках. Спектр ЭДС показан на рисунке 3-23, а состав элементов показан в таблице 3-2.

технология коррозии алюминиевой фольги электролитического конденсатораТаблица 3-2

технология коррозии алюминиевой фольги электролитического конденсатораРисунок 3-23

Из Таблицы 3-2 видно, что большая часть поверхности образца представляет собой алюминий как в корродированной, так и в некорродированной области. Элементный состав невытравленных участков относительно прост. Помимо AI, есть только сигналы O и Na. Na можно считать обусловленным раствором, оставшимся на поверхности образца, а O – наличием оксидной пленки на поверхности непротравленного участка. Помимо O и Na, в области коррозии присутствуют сигналы Fe и Cu. Поскольку эти два элемента не существуют в растворе, эти Fe и Cu могут быть только исходными примесями внутри алюминиевой фольги. Таким образом, элементный анализ показывает, что зарождение начальных ямок травления с большей вероятностью происходит в областях, богатых примесями.

🔸 (5) Кинетические параметры коррозии алюминия в растворах смешанных кислот.

Когда электрод находится в поляризованном состоянии, плотность тока поляризации равна:

технология коррозии алюминиевой фольги электролитического конденсатора

В формуле: E – электродный потенциал при плотности тока поляризации электрода i, то есть потенциал поляризации, Ecorr – естественный потенциал или коррозионный потенциал электрода: i corr – плотность тока при коррозионном потенциале: △E = E-Ecorr: βa и βc — натуральные логарифмы констант Тафеля для анодной и катодной реакций соответственно. Когда ΔE>0, это анодная поляризация, в противном случае — катодная поляризация.

Вышеупомянутое содержание представляет собой введение в принцип технологии коррозии алюминиевой фольги для электролитических конденсаторов. Далее мы представим технический принцип электрификации электролитического конденсатора из алюминиевой фольги.