高壓電子鋁箔組織結(jié)構(gòu)和性能的對(duì)比研究.pdf

1、電子鋁箔是高端鋁箔，主要用于電子工業(yè)的重要元器件電解電容器。近年來(lái)，隨著電子工業(yè)的迅猛發(fā)展，機(jī)電產(chǎn)品的性能和集成度越來(lái)越高，這對(duì)電子元器件提出了更高的要求--在保證和提高性能的同時(shí)有盡量小的體積。因此電解電容器小型化(即實(shí)現(xiàn)高比電容)往往是高性能電器產(chǎn)品發(fā)展的關(guān)鍵之一。目前，國(guó)內(nèi)高壓電子鋁箔(即高壓箔)的需求量在1.5萬(wàn)噸/年左右，并呈20％的速度逐年遞增，而國(guó)內(nèi)能夠生產(chǎn)高壓箔的廠家卻很少，需要大量進(jìn)口。因此，研究國(guó)內(nèi)外高壓箔的組織結(jié)構(gòu)

2、以提高其性能，對(duì)我國(guó)鋁加工產(chǎn)業(yè)向更高層次發(fā)展，解決高壓箔國(guó)產(chǎn)化具有重要意義。
　　 本文采用SIMS、化學(xué)成分分析、SEM、EDS、EBSD、直流電化學(xué)腐蝕及力學(xué)性能測(cè)試等手段，對(duì)日本昭和、三菱與國(guó)產(chǎn)眾和三種成品高壓箔中主要雜質(zhì)元素含量及Fe元素的分布、表面質(zhì)量、位錯(cuò)坑、晶粒大小、力學(xué)性能、立方織構(gòu)含量及耐電解質(zhì)腐蝕性進(jìn)行了對(duì)比研究。結(jié)果表明：影響高壓箔腐蝕化成后比電容的主要因素為雜質(zhì)元素Fe的含量及其分布、立方織構(gòu)含量及表面質(zhì)

3、量。找出了國(guó)產(chǎn)與日本成品高壓箔存在的差距，并提出了改進(jìn)措施和建議。
　　 對(duì)高壓箔主要雜質(zhì)元素含量的對(duì)比研究表明：昭和的平均Fe含量最低，為0.0018％；眾和的最高，為0.0027％。一般地，F(xiàn)e含量增加，立方織構(gòu)會(huì)變?nèi)?。高壓箔中的Fe含量要嚴(yán)格控制在0.0020％以內(nèi)。而眾和的明顯偏高，因此需要降低國(guó)產(chǎn)眾和中的平均Fe含量。日本高壓箔中Fe元素沿厚度方向近似呈直線分布，而國(guó)產(chǎn)眾和卻呈曲線分布，且心部有雜質(zhì)Fe元素的富集。眾和

4、中Fe原子在基體中的不均勻分布，導(dǎo)致其高壓箔的晶粒粗大、腐蝕不均勻，進(jìn)而會(huì)降低了腐蝕箔的比電容。昭和的平均Si含量最高，為0.0022％；眾和的最低，為0.0019％，兩者差距較小，Si對(duì)立方織構(gòu)形成過(guò)程的負(fù)面影響遠(yuǎn)沒(méi)有Fe顯著。但Si對(duì)高壓箔性能的影響不是孤立的，還要受到Fe/Si的影響，F(xiàn)e/Si分別為：昭和最小0.8182；三菱居中0.9047；眾和最大為1.4211。兩者共存于高純鋁中時(shí)，會(huì)影響彼此存在的形式，F(xiàn)e/Si越小則越

5、有利于提高化成箔的比電容。因此Si含量也要嚴(yán)格控制。
　　 國(guó)產(chǎn)眾和高壓箔表面起伏及缺陷較多，還存在軋制滾壓痕。昭和的平均晶粒為209.1μm，大小適中且晶粒尺寸變化幅度較小；三菱的最小為207.6μm；眾和的平均晶粒為223.2μm，尺寸最大且分布紊亂，大小差異較大。昭和在腐蝕后，立方蝕坑最多為17.51％，這與高壓箔基體中(001)<100>立方取向有直接的關(guān)系。因此，國(guó)產(chǎn)高壓箔的組織結(jié)構(gòu)控制方面與日本還存在一定的差距，需要

6、改進(jìn)。
　　 三種高壓箔的橫向抗拉強(qiáng)度和延伸率均高于軋向；其中三菱高壓箔的抗拉強(qiáng)度最高，橫向28.85MPa，軋向28.30MPa，眾和與昭和的抗拉強(qiáng)度相當(dāng)。高壓箔的拉伸試樣斷口比較平齊，有河流狀花樣和撕裂嶺。不同的位置，硬度存在較小差異，平均硬度日本三菱的最高為17.93HV，眾和的最低為16.77HV。原因三菱的晶粒最為細(xì)小，根據(jù)細(xì)晶強(qiáng)化理論，晶粒越小，其抗拉強(qiáng)度和硬度值就越高。因此國(guó)產(chǎn)高壓箔的在強(qiáng)度方面有待加強(qiáng)。
　

7、　 織構(gòu)對(duì)比研究表明：國(guó)產(chǎn)眾和高壓箔在立方織構(gòu)占有率方面和日本高壓箔水平基本相當(dāng)，兩者均可達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平(≥95％)。但國(guó)產(chǎn)眾和的織構(gòu)含量為96.23％較之日本昭和的97.89％與三菱的97.75％還是稍微低些，且國(guó)產(chǎn)眾和高壓箔中還具有其他的織構(gòu)取向，如少量的{124}<211>R織構(gòu)。因此國(guó)產(chǎn)箔中應(yīng)控制非立方織構(gòu)的含量。
　　 通過(guò)實(shí)驗(yàn)優(yōu)化出高壓箔直流電化學(xué)腐蝕工藝參數(shù)如下：腐蝕液：HCl+H2SO4混合溶液，HCl取2.