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研究生:邱奕宏
研究生(外文):Yi-Hung Chiou
論文名稱:電蝕條件對鋁電解電容器用高壓陽極鋁箔電蝕時電化學舉動之影響研究
論文名稱(外文):The investigated about 540Vf aluminum foil by changing etching parameters
指導教授:歐炳隆
學位類別:碩士
校院名稱:國立中央大學
系所名稱:機械工程研究所
學門:工程學門
學類:機械工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2002
畢業學年度:90
語文別:中文
論文頁數:133
中文關鍵詞:鋁箔電化學電解電容器腐蝕
外文關鍵詞:aluminumcorrosionelectrochemical
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摘 要
本論文主要以研究高壓540Vf陽極鋁箔為主,分別改變電蝕液成份、溫度、電流密度等條件,探討鋁箔經電化學蝕刻後,其腐蝕組織與形貌對於表面積增加率的影響。
本實驗首先利用恆電位儀觀察在不同電蝕參數下,電位-時間與電位-腐蝕電流關係圖。藉由電位、電流、時間的變化推測腐蝕反應進行時的情形。接下來依照不同探討主題來控制不同的電蝕參數,實際電蝕高壓540Vf陽極鋁箔,再按照EIAJ的規範對電蝕鋁箔做化成處理,並分別量測其靜電容量、重量損失率、引張折曲強度。最後利用光學顯微鏡(OM)與電子顯微鏡(SEM)將腐蝕試片作截面、表面、皮膜複製觀察以了解腐蝕孔洞的分佈狀況。
由實驗結果得知,適當的硫酸、鹽酸添加量,有較適合tunnel蝕孔形成的離子濃度與腐蝕電位,也可以得到較佳的腐蝕組織與靜電容量。而磷酸的添加主要是形成鈍化膜改變腐蝕的速度,適當的磷酸添加量也有助於靜電容量的提昇。而改變電流密度方面,提供的電流密度越大雖有較大的腐蝕電流,但實際用於腐蝕的電量卻較少,所以鋁箔重量損失率較小。至於改變溫度的實驗,溫度越高Cl-離子的擴散速率也越快,重量損失率也越大。而要得到較適合的腐蝕組織,也都要控制較適合的電流密度與電蝕液溫度。


Abstract
This thesis focus on the survey of 540Vf aluminum foil primarily. By changing concentration ,current density and etching temperature. We investigated the effects of etching morphology on the surface increment.
This experiment first used potentiostat to observe the relationship between potential-time and potential-corrosive current under different etching parameters. Thus we could predict the reaction during etching process. According to the selected parameters of electrochemical etching, the aluminum foils have been etched, and the capacitance was measured under EIAJ specifications. For surface, oxide replicas and cross section morphology studies, the samples were examined in the SEM, SEM and OM respectively
From the experiments, it was found that there was a proper sulfuric and hydrochloric acid concentration for tunnel etching. At this concentration we could get a fine microstucture for increasing capacitance. Phosphoric acid could grow a passive film, which protected aluminum from Cl- corrosion. Although high current density had large corrosive current, the current efficiency was bad too. Increased etching temperature could accelerate the diffusion of Cl-. There also had proper current density and temperature for etching process.


目 錄
頁次
Abstract …………………………………………………………Ⅰ
摘要 ………………………………………………………………Ⅱ
目錄 ………………………………………………………………Ⅲ
圖表目錄 …………………………………………………………Ⅵ
第一章緒論 ………………………………………………………1
一、序言 ………………………………………………………1
二、理論基礎與論文回顧 ……………………………………2
2.1 電容器的基本構造與原理 …………………………2
2.2 增加陽極鋁箔表面積的方法 ………………………6
2.3 直流電蝕的機構與原理 ……………………………7
2.4 鋁箔性質對電蝕工程之影響 ………………………8
2.4.1 織構 (Texture) ………………………………8
2.5 電蝕前處理之影響……………………………………9
2.6 電蝕溫度及電流密度之影響…………………………9
2.7 溶液成分在電蝕過程中的影響………………………10
2.7.1 AlCl3對電蝕的影響……………………………10
2.7.2氯離子在電蝕過程中的影響…………………10
2.7.3 硫酸根離子在電蝕過程中的影響……………11
2.7.4 硝酸與磷酸在電蝕過程中的影響……………12
2.8化成處理……………………………………………… 12
2.9 洗淨、後處理及乾燥的影響…………………………13
第二章本文 ………………………………………………………14
一、前言 ………………………………………………………14
二、實驗步驟與方法 …………………………………………15
2.1 試片前處理……………………………………………15
2.2 電化學分析……………………………………………15
2.3直流電電蝕……………………………………………16
2.4 電蝕箔之化成處理……………………………………16
2.5靜電容量的量測………………………………………17
2.6電蝕後鋁箔之機械性質量測…………………………18
2.6.1 引張強度………………………………………18
2.6.2 折曲強度………………………………………18
2.7腐蝕組織之觀察………………………………………18
2.7.1 腐蝕截面之觀察………………………………18
2.7.2 腐蝕表面之觀察………………………………18
2.7.3 皮模複製之觀察………………………………19
第三章 結果與討論 ……………………………………………20
3.1改變E1槽電蝕液成份實驗……………………………20
3.1.1 添加不同硫酸硝酸於E1槽對電蝕鋁箔的影響20
3.1.2 添加不同硝酸濃度於E1槽(不含硫酸)對電蝕鋁箔的影響……………………………………22
3.1.3添加不同硝酸濃度於E1槽(不含硝酸)對電蝕鋁箔的影響……………………………………24
3.1.4添加不同濃度鹽酸於E1槽對電蝕鋁箔的影響26
3.2改變E2槽電蝕液成份實驗……………………………27
3.2.1 添加不同濃度磷酸於E2槽對電蝕鋁箔的影響27
3.2.2添加不同濃度鹽酸酸於E2槽對電蝕鋁箔影響29
3.2.3添加不同濃度硝酸酸於E2槽對電蝕鋁箔影響30
3.3改變電流密度的實驗…………………………………31
3.3.1 改變E1槽不同電流密度對電蝕鋁箔的影響…32
3.3.2改變E2槽不同電流密度對電蝕鋁箔的影響…33
3.4改變電蝕溫度的實驗…………………………………35
3.3.1 改變E1槽不同電蝕溫度對電蝕鋁箔的影響…35
3.3.2改變E2槽不同電蝕溫度對電蝕鋁箔的影響…37
第四章 結論 ………………………………………………………39
第五章 參考文獻 …………………………………………………41
表 …………………………………………………………….……43
圖 …………………………………………………………….….44


五、參考文獻[1] 山口謙四郎, ’’電解コンデンサ用高純度アルミニウム箔’’﹔日本 輕金屬雜誌., vol. 35, no. 11, pp. 365-371, (1985)[2] 永田伊佐也;ルミニウム乾式電解コンデンサ(中譯);日本蓄 電器工業株式會社刊(1985)[3] R.S. Alwitt, H. Uchi, T.R Beck and R.C. Alkire;J. Electrochem. Soc, vol.131, no.1 pp.13-17, (1984)[4] K.R. Hebert and R.C. Alkire;This Journal, Accepted for publication[5] P.C.M.de Haan, J.van Ri jkom and J.A.H. Sontgerath;Materials Science Forum, vols, 217-222, pp. 765-770, (1996)[6] Nobuyoshi KANZAKI, “Current Situation and Issues of Surface Treatment for Aluminum Electrolytic Capacitor”, 表面技術, vol.48, no.10,pp.976-981,1997.[7] Izaya NAGATA, “Aluminum foils for electrolytic capacitors from the stand point of capacitor manufacturers”, 日本輕金屬雜誌,vol.38,no.9,pp.552-557,1988.[8] 川島 浪夫, 中村 雄造, 西坂 基,日本輕金屬雜誌, vol. 21, pp.54,1956.[9] 特許公報; 昭51-34108, 昭38-21872公開特許公報; 昭52-120364, 昭53-16857[10] K.R. Hrbert. Ph.D. Thesis University of Illionis at Urban-Champaign (1985)[11]柯賢文;腐蝕極其防制全華科技圖書股份有限公司,chap7, (1995)[12] 日比野 淳, 玉置 沖宏, 渡邊 吉章, 沖 猛雄﹔’’コンデン箔 のトンネルェシチグ及にばす硫酸の影響’’, 輕金屬, vol.42, no.8, pp.440-445, (1992)[13] J. L. Miles, P. H. Smith, J. Electrochem. Soc., Vol. 12, pp. 1240, 1963.[14] G. J. Tibol, R. W. Hull, ibid., Vol. 111, No. 12, pp. 1368, 1964.

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