CN111441079A - 一种腐蚀箔的发孔预处理工艺 - Google Patents

一种腐蚀箔的发孔预处理工艺 Download PDF

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Abstract

一种腐蚀箔的发孔预处理工艺，所述预处理工艺包括以下步骤:(1)前处理、(2)发孔预处理、(3)一级腐蚀发孔、(4)二级腐蚀扩孔、(5)后处理，本发明技术先进、工艺流程简单、环境污染小，对中低压腐蚀箔品质的提升效果明显。

Description

一种腐蚀箔的发孔预处理工艺
技术领域
本发明涉及阳极铝箔电化学腐蚀技术领域，具体涉一种腐蚀箔的发孔预处理工艺。
背景技术
阳极铝箔的电化学腐蚀通常分为发孔和扩孔两个阶段，其中发孔是决定腐蚀箔比容高低的关键因素，蚀孔的引发阶段腐蚀会沿着(100)晶面朝垂直于铝箔表面的内部进行，其中发孔液的配方、电流密度、温度、腐蚀时间都会影响铝箔的腐蚀效果。经过轧制加工以及高温退火等工艺后的铝箔，表面的组织结构难免存在不均匀性，铝由于其活泼性在高温酸性溶液中易被腐蚀，如果直接进行点蚀发孔的话，极易造成发孔不均匀，蚀孔将集中出现在势能较高的区域并造成这些区域出现大面积的过腐蚀现象，而势能低的地方却没有被腐蚀。通过酸碱等前处理工艺可以在一定程度上改善这一现象，但因为铝箔表面始终存在分布不均且厚度不一的氧化铝膜，仍无法从根本上有效地解决问题。
发明内容
(一)解决的技术问题
为了解决上述问题，本发明提供了一种发孔预处理工艺，铝光箔经前处理后，在铝箔表面形成规则有序的多孔氧化膜，然后对铝箔实施阴极极化的发孔预处理工艺，将铝箔浸入KCl溶液中进行阴极极化处理，因为H2O的水解和阴极的吸附影响，大量OH-会在阴极生成，从而去除多孔氧化铝膜底部致密的阻挡层，得到的多孔氧化铝模板在电化学发孔过程中能有效改善铝箔表面的点蚀分布。
(二)采用的技术方案
本发明为实现上述目的，通过以下技术方案予以实现：一种腐蚀箔的发孔预处理工艺，所述预处理工艺包括以下步骤:
(1)前处理：将铝光箔置于温度为0-20℃的1-5wt％的磷酸溶液中进行阳极氧化处理，电压80-200V，时间300-1500秒；
(2)发孔预处理:将前处理后的铝箔清洗后置于温度为40-80℃的0.5-3.0wt％的氯化钾溶液中进行阴极极化处理，电压80-200V，时间300-1500秒；
(3)一级腐蚀发孔：经发孔预处理处理的铝箔清洗后在温度为60-80℃，含1-10wt％盐酸、20-40wt％硫酸以及1-6wt％铝离子的混合液中加电直流腐蚀，电流密度0.2-0.8A/cm2，时间40-120秒；
(4)二级腐蚀扩孔：清洗后的发孔箔在温度为60-80℃，含5-15wt％硝酸，0.1-1.0g/L缓蚀剂和1-6wt％铝离子的混合液中加电直流腐蚀，电流密度0.05-0.25A/cm2，时间400-800秒；
(5)后处理：清洗后的扩孔箔在温度为45-75℃，含有5-20wt％硝酸溶液中浸泡50-150秒。
作为本方案的进一步优化，所述步骤(1)中的铝光箔，厚度为125μm，铝纯度达到99.99％。
作为本方案的进一步优化，所述步骤中(2)至步骤(5)中涉及的清洗时通过纯水进行清洗且其电导率≤0.8μs/cm。
作为本方案的进一步优化，所述步骤(4)中缓蚀剂为聚乙二醇(10000)。
(三)有益效果
本发明提供一种腐蚀箔的发孔预处理工艺，具有以下有益效果：
本发明技术先进、工艺流程简单、环境污染小，对中低压腐蚀箔品质的提升效果明显。
附图说明
以下结合附图进一步说明本发明：
图1为本发明实施例1腐蚀箔表面电子显微镜扫描图；
图2为本发明实施例5腐蚀箔表面电子显微镜扫描图；
图3为现有腐蚀箔工艺实施例6腐蚀箔表面电子显微镜扫描图；
图4为现有腐蚀箔工艺实施例7腐蚀箔表面电子显微镜扫描图；
图5为本发明实施例5腐蚀箔截面电子显微镜扫描图；
图6为现有腐蚀箔工艺实施例7腐蚀箔截面电子显微镜扫描图；
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
一种腐蚀箔的发孔预处理工艺，所述预处理工艺包括以下步骤:铝光箔-前处理-阳极氧化-一级腐蚀发孔-二级腐蚀扩孔-后处理。
实施例一：
(1)前处理:将铝光箔置于温度为0℃的1wt％的磷酸溶液中进行阳极氧化处理，电压120V，时间900秒。
(2)发孔预处理:将前处理后的铝箔清洗后置于温度为40℃的0.5wt％的氯化钾溶液中进行阴极极化处理，电压80V，时间600秒。
(3)一级腐蚀发孔：经发孔预处理处理的铝箔清洗后在温度为60℃，含有2.0wt％盐酸、40wt％硫酸以及1.0wt％铝离子的混合液中加电直流腐蚀，电流密度0.2A/cm2，时间120秒。
(4)二级腐蚀扩孔：清洗后的发孔箔在温度为60℃，含有10wt％硝酸，0.1g/L聚乙二醇(10000)和3.0wt％铝离子的混合液中加电直流腐蚀，电流密度0.05A/cm2，时间800秒。
(5)后处理：清洗后的扩孔箔在温度为45℃，含有5wt％硝酸溶液中浸泡150秒。
实施例二：
(1)前处理：将铝光箔置于温度为5℃的3wt％的磷酸溶液中进行阳极氧化处理，电压80V，时间1500秒。
(2)发孔预处理:将前处理后的铝箔清洗后置于温度为50℃的1.5wt％的氯化钾溶液中进行阴极极化处理，电压120V，时间800秒。
(3)一级腐蚀发孔：经发孔预处理处理的铝箔清洗后在温度为70℃，含有3.0wt％盐酸、20wt％硫酸以及3.0wt％铝离子的混合液中加电直流腐蚀，电流密度0.4A/cm2，时间60秒。
(4)二级腐蚀扩孔：清洗后的发孔箔在温度为70℃，含有5wt％硝酸，0.3g/L聚乙二醇(10000)和1.0wt％铝离子的混合液中加电直流腐蚀，电流密度0.15A/cm2，时间600秒。
(5)后处理：清洗后的扩孔箔在温度为55℃，含有10wt％硝酸溶液中浸泡70秒。
实施例三：
(1)前处理：将铝光箔置于温度为10℃的4wt％的磷酸溶液中进行阳极氧化处理，电压160V，时间1200秒。
(2)发孔预处理:将前处理后的铝箔清洗后置于温度为60℃的2.5wt％的氯化钾溶液中进行阴极极化处理，电压200V，时间300秒。
(3)一级腐蚀发孔：经发孔预处理处理的铝箔清洗后在温度为75℃，含有5.0wt％盐酸、25wt％硫酸以及4.0wt％铝离子的混合液中加电直流腐蚀，电流密度0.5A/cm2，时间70秒。
(4)二级腐蚀扩孔：清洗后的发孔箔在温度为75℃，含有12wt％硝酸，0.4g/L聚乙二醇(10000)和4.0wt％铝离子的混合液中加电直流腐蚀，电流密度0.20A/cm2，时间500秒。
(5)后处理：清洗后的扩孔箔在温度为60℃，含有15wt％硝酸溶液中浸泡90秒。
实施例四：
(1)前处理：将铝光箔置于温度为20℃的2wt％的磷酸溶液中进行阳极氧化处理，，电压200V，时间300秒。
(2)发孔预处理:将前处理后的铝箔清洗后置于温度为70℃的3.0wt％的氯化钾溶液中进行阴极极化处理，电压100V，时间1500秒。
(3)一级腐蚀发孔：经发孔预处理处理的铝箔清洗后在温度为80℃，含有7.0wt％盐酸、20wt％硫酸以及6.0wt％铝离子的混合液中加电直流腐蚀，电流密度0.8A/cm2，时间80秒。
(4)二级腐蚀扩孔：清洗后的发孔箔在温度为80℃，含有10wt％硝酸，0.8g/L聚乙二醇(10000)和6.0wt％铝离子的混合液中加电直流腐蚀，电流密度0.10A/cm2，时间800秒。
(5)后处理：清洗后的扩孔箔在温度为65℃，含有20wt％硝酸溶液中浸泡60秒。
实施例五：
(1)前处理：将铝光箔置于温度为0℃的2wt％的磷酸溶液中进行阳极氧化处理，，电压160V，时间1200秒。
(2)发孔预处理:将前处理后的铝箔清洗后置于温度为80℃的1.0wt％的氯化钾溶液中进行阴极极化处理，电压120V，时间600秒。
(3)一级腐蚀发孔：经发孔预处理处理的铝箔清洗后在温度为70℃，含有3wt％盐酸、25wt％硫酸以及3.0wt％铝离子的混合液中加电直流腐蚀，电流密度0.6A/cm2，时间80秒。
(4)二级腐蚀扩孔：清洗后的发孔箔在温度为75℃，含有5wt％硝酸，0.5g/L聚乙二醇(10000)和2.0wt％铝离子的混合液中加电直流腐蚀，电流密度0.15A/cm2，时间600秒。
(5)后处理：清洗后的扩孔箔在温度为55℃，含有5wt％硝酸溶液中浸泡100秒。
实施例六：
(1)前处理:将铝光箔置于温度为0℃的1wt％的磷酸溶液中进行阳极氧化处理，电压120V，时间900秒。
(2)一级腐蚀发孔：经发孔预处理处理的铝箔清洗后在温度为60℃，含有2.0wt％盐酸、40wt％硫酸以及1.0wt％铝离子的混合液中加电直流腐蚀，电流密度0.2A/cm2，时间120秒。
(3)二级腐蚀扩孔：清洗后的发孔箔在温度为60℃，含有10wt％硝酸，0.1g/L聚乙二醇(10000)和3.0wt％铝离子的混合液中加电直流腐蚀，电流密度0.05A/cm2，时间800秒。
(4)后处理：清洗后的扩孔箔在温度为45℃，含有5wt％硝酸溶液中浸泡150秒。
实施例七：
(1)前处理：将铝光箔置于温度为0℃的2wt％的磷酸溶液中进行阳极氧化处理，电压160V，时间1200秒。
(2)一级腐蚀发孔：经发孔预处理处理的铝箔清洗后在温度为70℃，含有3wt％盐酸、25wt％硫酸以及3.0wt％铝离子的混合液中加电直流腐蚀，电流密度0.6A/cm2，时间80秒。
(3)二级腐蚀扩孔：清洗后的发孔箔在温度为75℃，含有5wt％硝酸，0.5g/L聚乙二醇(10000)和2.0wt％铝离子的混合液中加电直流腐蚀，电流密度0.15A/cm2，时间600秒。
(4)后处理：清洗后的扩孔箔在温度为55℃，含有5wt％硝酸溶液中浸泡100秒。
本发明为实施例1至实施例7实验参数对比如下表1所述：
Figure BDA0002518251830000081
表1
由表1以及结合图1、2、3、4腐蚀箔表面的电镜图片对比可以得出(本发明取实施例1和实施例5腐蚀箔表面电子显微镜扫描图来和现有的腐蚀箔工艺表面电子显微镜扫描图进行对比),即采用本发明发孔后的腐蚀箔表面蚀孔分布均匀,孔密度高，适合中低压化成的生产制造；通过图5(实施例5腐蚀箔截面电子显微镜扫描图)、图6(现有腐蚀箔工艺实施例7腐蚀箔截面电子显微镜扫描图)腐蚀箔截面图对比也可发现，采用本发明后，蚀孔长度均匀且并孔少。腐蚀箔经化成后375Vf比容在1.186-1.244μF/cm2，平均1.218μF/cm2，较现有工艺提高8.1％，折曲以及抗拉能保持正常水平。
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下。由语句“包括一个......限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素”。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (4)

1.一种腐蚀箔的发孔预处理工艺，其特征在于，所述预处理工艺包括以下步骤:
(1)前处理：将铝光箔置于温度为0-20℃的1-5wt％的磷酸溶液中进行阳极氧化处理，电压80-200V，时间300-1500秒；
(2)发孔预处理:将前处理后的铝箔清洗后置于温度为40-80℃的0.5-3.0wt％的氯化钾溶液中进行阴极极化处理，电压80-200V，时间300-1500秒；
(3)一级腐蚀发孔：经发孔预处理处理的铝箔清洗后在温度为60-80℃，含1-10wt％盐酸、20-40wt％硫酸以及1-6wt％铝离子的混合液中加电直流腐蚀，电流密度0.2-0.8A/cm2，时间40-120秒；
(4)二级腐蚀扩孔：清洗后的发孔箔在温度为60-80℃，含5-15wt％硝酸，0.1-1.0g/L缓蚀剂和1-6wt％铝离子的混合液中加电直流腐蚀，电流密度0.05-0.25A/cm2，时间400-800秒；
(5)后处理：清洗后的扩孔箔在温度为45-75℃，含有5-20wt％硝酸溶液中浸泡50-150秒。
2.根据权利要求1所述的一种腐蚀箔的发孔预处理工艺，其特征在于，所述步骤(1)中的铝光箔，厚度为125μm，铝纯度达到99.99％。
3.根据权利要求1所述的一种腐蚀箔的发孔预处理工艺，其特征在于，所述步骤中(2)至步骤(5)中涉及的清洗时通过纯水进行清洗且其电导率≤0.8μs/cm。
4.根据权利要求1所述的一种腐蚀箔的发孔预处理工艺，其特征在于，所述步骤(4)中缓蚀剂为聚乙二醇(10000)。
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