專利名稱：電解電容器低壓陽極箔的變頻腐蝕方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電解電容器用低壓陽極箔的電化學(xué)腐蝕方法，具體是電解電容器低壓陽極箔的變頻腐蝕方法，通過施加特殊的電形式和其他腐蝕條件配合，得到理想的腐蝕箔。
背景技術(shù)：
低壓陽極箔的腐蝕技術(shù)是使用交流電源腐蝕，其優(yōu)點是設(shè)備簡單，不用機(jī)械接觸導(dǎo)電，腐蝕箔比容較高而機(jī)械性能又好。
現(xiàn)有的電解電容器低壓陽極箔的變頻腐蝕方法主要包括以下步驟(1)前處理；(2)布點腐蝕和清洗；(3)深度腐蝕；(4)清洗，后處理，退火。
采用的交流腐蝕電源為將市電經(jīng)過變壓器成為低電壓大電流，而電源頻率仍為工頻(50Hz)不變，其步驟(2)布點的電源頻率和步驟(3)深度腐蝕的頻率一樣。由于腐蝕過程中，電解電容器用低壓陽極箔在各階段腐蝕狀態(tài)不同，現(xiàn)有的固定值的電源頻率不能適應(yīng)各階段腐蝕的初始狀態(tài)，導(dǎo)致電解電容器用低壓陽極箔不能達(dá)到理想的腐蝕形貌，因而鋁箔比容存在極限值。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對腐蝕過程中，電解電容器用低壓陽極箔在各階段腐蝕狀態(tài)的區(qū)別，提供一種電解電容器低壓陽極箔的變頻腐蝕方法，通過改變交流電源的頻率，適應(yīng)各階段腐蝕的初始狀態(tài)，選擇恰當(dāng)?shù)念l率和槽液條件，使電解電容器用低壓陽極箔達(dá)到理想的腐蝕形貌。
本發(fā)明的電解電容器低壓陽極箔的變頻腐蝕方法也包括以下步驟(1)前處理；(2)布點腐蝕和清洗；(3)深度腐蝕；(4)清洗，后處理，退火。
其特點在于對電解電容器低壓陽極箔的整個處理過程采用45-5Hz頻率按正弦波變化的電源；步驟(1)中，采用0.4～4.5wt％的磷酸溶液，在45～85℃溫度下腐蝕電解電容器低壓陽極箔0.5～3分鐘；步驟(2)中，對步驟(1)處理得到的陽極箔進(jìn)行布點腐蝕，采用的溶液為8～12wt％鹽酸、0.1～1.0wt％硫酸，溫度為25～50℃，電流密度為0.2～0.8A/cm2，作用時間為15～75秒；步驟(3)中，對步驟(2)處理得到的陽極箔進(jìn)行深度腐蝕，腐蝕液體組成為8～12wt％鹽酸和0.1～1.0wt％硫酸；所施加的電流密度為0.1～0.5A/cm2，溫度為10～45℃，頻率從高向低變化。
較佳方案如下
步驟(1)中，采用0.5～4.0wt％的磷酸溶液，在50～80℃溫度下腐蝕電解電容器低壓陽極箔1～2分鐘；步驟(2)中，對步驟(1)處理得到的陽極箔進(jìn)行布點腐蝕，采用的溶液為9～11wt％鹽酸、0.5～0.8wt％硫酸，溫度為30～45℃，電源頻率為23～350Hz，電流密度為0.5～0.7A/cm2，作用時間為20～70秒；步驟(3)中，對步驟(2)處理得到的陽極箔進(jìn)行深度腐蝕，腐蝕液體組成為9～11wt％鹽酸和0.5～0.8wt％硫酸；所施加的電流密度為0.15～0.4A/cm2，溫度為15～40℃，頻率從高向低變化。
步驟(3)中進(jìn)行深度腐蝕時，更具體的方式如下陽極箔先在15～45Hz交流頻率，溫度為28～45℃下作用100～150秒，然后轉(zhuǎn)換為12～30Hz，溫度為20～37℃下作用100～150秒，最后轉(zhuǎn)換為6～10Hz，溫度為15～30℃下作用100～150秒。
步驟(3)中進(jìn)行深度腐蝕時，最佳方式如下陽極箔先在20～30Hz交流頻率，溫度為28～40℃下作用110～120秒，然后轉(zhuǎn)換為14～25Hz，溫度為26～35℃下作用110～120秒，最后轉(zhuǎn)換為6～10Hz，溫度為15～25℃下作用110～120秒。
步驟(4)中，可以采用現(xiàn)有技術(shù)通用的方式操作，本發(fā)明也采用的具體方式是將陽極箔放在0.2～3.0wt％的硝酸水溶液中，溫度為15～45℃下浸泡3～6分鐘；退火是在400～460℃下放置1～4分鐘。
步驟(4)中，最佳方式是將陽極箔放在0.8～2.0wt％的硝酸水溶液中，溫度為20～35℃下浸泡4～5分鐘；退火是在400～460℃下放置2～3分鐘。
下面，對本發(fā)明作更詳細(xì)的描述。
1、前處理前處理的目的是除去鋁光箔表面的軋制油污，并形成一層致密的氧化膜，使表面達(dá)到均質(zhì)狀態(tài)，對均勻布點至關(guān)重要。選擇低濃度的磷酸水溶液，采用0.4～4.5wt％的磷酸溶液，在45～85℃溫度下腐蝕電解電容器低壓陽極箔；當(dāng)磷酸濃度太低或溫度太低時，皂化作用不強(qiáng)，除油效果不理想，會影響后面的腐蝕效果。
當(dāng)磷酸濃度太高或溫度太高時，能很好地除去油雜質(zhì)，但不能形成氧化膜層或形成過厚的氧化膜層，對布點腐蝕非常不利。
2、布點腐蝕布點腐蝕是鋁箔腐蝕引發(fā)初始蝕孔的過程。作為產(chǎn)品的前段，其布點的均勻性，布點直徑大小的合理性都會和后面的深度腐蝕直接關(guān)聯(lián)。
當(dāng)電源頻率過高時，布點密度過大，點徑過小導(dǎo)致后面深度腐蝕時并孔的發(fā)生。當(dāng)電源頻率過低時，布點密度過小，點徑過大，最終產(chǎn)品的比容不高。
同樣的現(xiàn)象，電流密度過大或過小，溫度過高或過低，都會影響布點的點密度和點徑的大小，導(dǎo)致最終比容不高。
而作用時間太低時，由于腐蝕量不大，達(dá)不到布點的目的。太高時，造成布點的點徑過大而引起全局腐蝕使箔表面顯得太黑，不利于下道工序的腐蝕。
3、本發(fā)明的特點是多級深度腐蝕在已布點好，并作了一定的保護(hù)膜基礎(chǔ)上進(jìn)行深度腐蝕，形成理想的腐蝕形貌，達(dá)到理想的比容值。
隨著深度腐蝕的進(jìn)行，所選用頻率越來越低，若頻率不變或變高，則在過程中會增加重新發(fā)孔的機(jī)會，易造成掉粉現(xiàn)象，所選用溫度應(yīng)越來越低，減少化學(xué)腐蝕量，保留電腐蝕所形成的形貌，若溫度保持不變或升高，則易造成自腐蝕，增加化學(xué)腐蝕量，不利于低電壓段的比容。
4、清洗清洗目的是重新在有點蝕孔的基礎(chǔ)上在形成一層保護(hù)性的氧化膜，而留下點蝕底部較為脆弱部分作深度腐蝕的發(fā)展方向。
5、后處理后處理的目的是進(jìn)一步清洗干凈殘留的氯離子以及表層的銅、鐵等金屬雜質(zhì)。后處理方法是將前面用純水沖洗干凈的鋁箔，放在硝酸水溶液中浸泡，對溫度要求較嚴(yán)，若太低，則金屬雜質(zhì)不能除干凈，太高，則易造成表面掉粉，減少比容值。
6、退火退火的目的是烘干鋁箔，并增強(qiáng)鋁箔的柔軟性。
在高溫下放置低于1分鐘，則柔軟性不好，箔易脆，超過4分鐘則鋁箔易變形過度，抗拉力下降。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(1)輸出電流穩(wěn)定，有利于生產(chǎn)低離散率的鋁箔。
(2)通過改變腐蝕頻率，可以得到理想的腐蝕形貌，得到高比容的鋁箔。
(3)可以實現(xiàn)低溫腐蝕，鋁箔失重少，機(jī)械強(qiáng)度高，接觸電阻好，而且生產(chǎn)效率能得到明顯提高。
具體實施例方式
實施例1(1)將電解電容器低壓陽極箔置于0.4wt％的磷酸溶液中，在45℃溫度下作用0.5分鐘；(2)步驟(1)處理后的箔在8wt％鹽酸、0.1wt％硫酸溶液中進(jìn)行布點腐蝕，溫度為25℃，電流密度為0.2A/cm2，作用時間為15秒，頻率45Hz；(3)步驟(2)處理后的箔在8wt％鹽酸和0.1wt％硫酸；所施加的電流密度為0.1A/cm2，在45Hz交流頻率，溫度為45℃下作用100秒，然后轉(zhuǎn)換為30Hz，溫度為37℃下作用100秒，最后轉(zhuǎn)換為5Hz，溫度為10℃下作用100秒；(4)用純水沖洗后，將鋁箔放在0.2wt％的硝酸水溶液中，溫度為45℃下浸泡3分鐘；在400～460℃下放置4分鐘。
實施例2(1)將電解電容器低壓陽極箔置于0.5wt％的磷酸溶液中，在50℃溫度下作用1.0分鐘；(2)步驟(1)處理后的箔在9wt％鹽酸、0.5wt％硫酸溶液中進(jìn)行布點腐蝕，溫度為30℃，電流密度為0.6A/cm2，作用時間為20秒，頻率35Hz；(3)步驟(2)處理后的箔在9wt％鹽酸和0.5wt％硫酸中進(jìn)行深度腐蝕，所施加的電流密度為0.15A/cm2，在30Hz交流頻率，在溫度40℃下作用110秒，然后轉(zhuǎn)換為25Hz，溫度為35℃下作用110秒，最后轉(zhuǎn)換為6Hz，溫度為15℃下作用110秒；(4)用純水沖洗后，將鋁箔放在0.8wt％的硝酸水溶液中，溫度為20℃下浸泡4分鐘；在400～460℃下放置2分鐘。
實施例3(1)將電解電容器低壓陽極箔置于2.5wt％的磷酸溶液中，在60℃溫度下作用2分鐘；(2)步驟(1)處理后的箔在10wt％鹽酸、0.6wt％硫酸溶液中進(jìn)行布點腐蝕，溫度為40℃，電流密度為0.5A/cm2，作用時間為45秒，頻率35Hz；(3)步驟(2)處理后的箔在10wt％鹽酸和0.6wt％硫酸中深度腐蝕，所施加的電流密度為0.25A/cm2，在23Hz交流頻率，在溫度為35℃下作用120秒，然后轉(zhuǎn)換為14Hz，溫度為29℃下作用120秒，最后轉(zhuǎn)換為10Hz，溫度為23℃下作用120；(4)用純水沖洗后，將鋁箔放在2.0wt％的硝酸水溶液中，溫度為35℃下浸泡4分鐘；在400～460℃下放置2分鐘。
實施例4(1)將電解電容器低壓陽極箔置于4.0wt％的磷酸溶液中，在80℃溫度下作用2分鐘；(2)步驟(1)處理后的箔在11wt％鹽酸、0.8wt％硫酸溶液中進(jìn)行布點腐蝕，溫度為45℃，電流密度為0.7A/cm2，作用時間為70秒，頻率23Hz；(3)步驟(2)處理后的箔在11wt％鹽酸和0.8wt％硫酸中進(jìn)行深度腐蝕，所施加的電流密度為0.4A/cm2，在20Hz交流頻率，溫度為28℃下作用150秒，然后轉(zhuǎn)換為14Hz，溫度為26℃下作用120秒，最后轉(zhuǎn)換為10Hz，溫度為25℃下作用120秒；(4)用純水沖洗后，將鋁箔放在2.0wt％的硝酸水溶液中，溫度為35℃下浸泡5分鐘；在400～460℃下放置3分鐘。
實施例5(1)將電解電容器低壓陽極箔置于4.5wt％的磷酸溶液中，在85℃溫度下作用3分鐘；(2)步驟(1)處理后的箔在12wt％鹽酸、1.0wt％硫酸溶液中進(jìn)行布點腐蝕，溫度為50℃，電流密度為0.8A/cm2，作用時間為75秒，頻率20Hz；(3)步驟(2)處理后的箔在12wt％鹽酸和1.06wt％硫酸中深度腐蝕；所施加的電流密度為0.5A/cm2，在15Hz交流頻率，溫度為43℃下作用150秒，然后轉(zhuǎn)換為12Hz，溫度為20℃下作用150秒，最后轉(zhuǎn)換為12Hz，溫度為30℃下作用150秒；(4)用純水沖洗后，將鋁箔放在3.0wt％的硝酸水溶液中，溫度為15℃下浸泡6分鐘；在400～460℃下放置1分鐘。
以上實施例采用眾和鋁箔100μm厚度作試驗，檢驗方法按照RC-2364標(biāo)準(zhǔn)，Vfe＝20V，實施例數(shù)據(jù)如下

從上表的數(shù)據(jù)可以看出，本發(fā)明能從鋁箔較小失重的情況下獲得較高的比容，得到理想腐蝕形貌實施例2、3、4是較佳方案。最佳方案是實施例3的工藝方法，能從鋁箔更小失重的情況下獲得更高的比容，實施例3的工藝條件可以得到理想腐蝕形貌。
權(quán)利要求
1.一種電解電容器低壓陽極箔的變頻腐蝕方法，主要包括以下步驟(1)前處理；(2)布點腐蝕和清洗；(3)深度腐蝕；(4)清洗，后處理，退火；其特征在于對電解電容器低壓陽極箔的整個處理過程采用45-5Hz頻率按正弦波變化的電源；步驟(1)中，采用0.4～4.5wt％的磷酸溶液，在45～85℃溫度下腐蝕電解電容器低壓陽極箔0.5～3分鐘；步驟(2)中，對步驟(1)處理得到的陽極箔進(jìn)行布點腐蝕，采用的溶液為8～12wt％鹽酸、0.1～1.0wt％硫酸，溫度為25～50℃，電流密度為0.2～0.8A/cm2，作用時間為15～75秒；步驟(3)中，對步驟(2)處理得到的陽極箔進(jìn)行深度腐蝕，腐蝕液體組成為8～12wt％鹽酸和0.1～1.0wt％硫酸；所施加的電流密度為0.1～0.5A/cm2，溫度為10～45℃，頻率從高向低變化。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于步驟(1)中，采用0.5～4.0wt％的磷酸溶液，在50～80℃溫度下腐蝕電解電容器低壓陽極箔1～2分鐘；步驟(2)中，對步驟(1)處理得到的陽極箔進(jìn)行布點腐蝕，采用的溶液為9～11wt％鹽酸、0.5～0.8wt％硫酸，溫度為30～45℃，電源頻率為23～350Hz，電流密度為0.5～0.7A/cm2，作用時間為20～70秒；步驟(3)中，對步驟(2)處理得到的陽極箔進(jìn)行深度腐蝕，腐蝕液體組成為9～11wt％鹽酸和0.5～0.8wt％硫酸；所施加的電流密度為0.15～0.4A/cm2，溫度為15～40℃，頻率從高向低變化。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于步驟(3)中進(jìn)行深度腐蝕時，陽極箔先在15～45Hz交流頻率，溫度為28～45℃下作用100～150秒，然后轉(zhuǎn)換為12～30Hz，溫度為20～37℃下作用100～150秒，最后轉(zhuǎn)換為6～10Hz，溫度為15～30℃下作用100～150秒。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于步驟(3)中進(jìn)行深度腐蝕時，陽極箔先在20～30Hz交流頻率，溫度為28～40℃下作用110～120秒，然后轉(zhuǎn)換為14～25Hz，溫度為26～35℃下作用110～120秒，最后轉(zhuǎn)換為6～10Hz，溫度為15～25℃下作用110～120秒。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于步驟(4)中，后處理是將陽極箔放在0.2～3.0wt％的硝酸水溶液中，溫度為15～45℃下浸泡3～6分鐘；退火是在400～460℃下放置1～4分鐘。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于步驟(4)中，后處理是將陽極箔放在0.2～3.0wt％的硝酸水溶液中，溫度為15～45℃下浸泡3～6分鐘；退火是在400～460℃下放置1～4分鐘。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于步驟(4)中，后處理是將陽極箔放在0.8～2.0wt％的硝酸水溶液中，溫度為20～35℃下浸泡4～5分鐘；退火是在400～460℃下放置2～3分鐘。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種電解電容器低壓陽極箔的變頻腐蝕方法，包括(1)采用0.4～4.5wt％的磷酸溶液，在45～85℃溫度下腐蝕電解電容器低壓陽極箔0.5～3分鐘；(2)步驟(1)得到的陽極箔采用8～12wt％鹽酸、0.1～1.0wt％硫酸，在溫度為5～50℃、電流密度為0.2～0.8A/cm
文檔編號C23F1/10GK1744248SQ20051003505
公開日2006年3月8日 申請日期2005年6月6日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月6日
發(fā)明者邱輝榮, 孫嵐, 譚惠忠, 程雪巖 申請人:肇慶華鋒電子鋁箔有限公司