微量Ga对高压阳极铝箔腐蚀发孔性能的影响
2012-08-01朱兵陈明安张新明林林卢敬华陈文牟春
中南大学学报(自然科学版) 2012年11期
朱兵,陈明安,张新明,林林,卢敬华,陈文,牟春
(1.中南大学 材料科学与工程学院,湖南 长沙,410083;2.西南铝业(集团)有限责任公司,重庆,401326)
制备高比电容阳极铝箔是实现高压铝电解电容器小型化、高性能化的最直接的途径。通过直流电化学腐蚀技术在铝箔表面形成大量的、均匀分布的隧道孔,可以显著提高铝箔的表面积,从而提高其比电容[1-2]。高纯铝箔的电化学腐蚀过程可分为点蚀萌生(发孔)和点蚀发展(扩孔)2个基本阶段。大量研究认为:扩孔时,隧道孔的形成是以初始蚀坑为源,在侵蚀性阴离子的作用下,沿铝箔(100)晶面法向生长所致[3-4]。因而,初始蚀坑的数量和分布,即腐蚀发孔性能对铝箔比电容的提高起着至关重要的作用。从铝箔自身性质出发,国内外诸多研究者对晶粒取向[2,5]、晶粒尺寸或晶界密度[6-7]、表面状态[8]以及微量元素含量及其分布[9-14]等对铝箔腐蚀性能的影响进行了研究。对高压阳极铝箔而言,微量元素的影响尤为重要。许多研究[9-10]证实,在铝箔中添加10-6数量级的Pb能有效提高初始蚀坑密度,促进蚀坑均匀分布,显著提高铝箔比电容。但Pb对人体的危害很大,许多国家已经禁止含Pb电子电器设备的使用,为此人们一直在寻求能取代Pb的元素。Song等[11]认为环境友好型的Sn能取代Pb使铝箔获得高的比容,Sn含量少于20×10-6时,含Sn箔比容接近于含Pb箔。实际上,人们已将相关的研究工作扩展到In[9],Bi[14]和Tl[15]等诸多元素。目前,人们的研究多集中在ⅢA~ⅤA簇的低熔点、低固溶度的金属元素对铝箔腐蚀性能的影响[9-11,14-15],而尚未涉及该区间的低熔点、高固溶度的金属元素Ga。……
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