CZ290094A3

CZ290094A3 - Valve metal being particularly adapted for use as an electrode and process for producing thereof

Info

Publication number: CZ290094A3
Application number: CZ942900A
Authority: CZ
Inventors: James A Fife; Prabhat Kumar; David Andrew Knudson; Viren Pathare
Original assignee: Cabot Corp
Priority date: 1992-05-27
Filing date: 1993-05-10
Publication date: 1995-03-15
Also published as: TW234195B; US5245514A; KR950701763A; RU2137238C1; EP0642695B1; WO1993024944A1; IL105642A; EP0642695A1; CN1035702C; MX9303093A; JP3327395B2; AU4242093A; DE69317421T2; CZ289613B6; ATE164026T1; HK1016421A1; SG49852A1; IL105642A0; JPH07507421A; KR100290995B1

Description

Ventilový kov, zejména upravený pro použití jako elektroda-,—a* způsob jeho výroby ......... _r

Oblast techniky

Vynález se týká ventilového kovu, zejména upraveného pro použití jako elektroda, a způsobu jeho výroby.

Dosavadní stav techniky

Tantalové kondenzátory typu s tuhým elektrolytem jsou hlavním činitelem, který přispívá k miniaturizaci elektronických obvodů. Jsou rovněž výhodné z hlediska své činnosti v širokém teplotním rozsahu, mohou být dlouho skladovány, mají dlouhou životnost a jsou použitelné v extrémních prostředích.

Tyto kondezátory se obvykle vyrábějí stlačováním tantalového prášku do pelet neboli tablet, načež se provádí slinování těchto pelet neboli tablet do formy pórovitého tělesa. Toto pórovité těleso se potom anodicky oxiduje ve vhodném elektrolytu pro vytvoření plynulého dielektrického oxidového povlaku na slinovaném tělese. Póry jsou vyplněny elektrolytem a k tělesu je připojen přívodní drát, čímž vznikne kondenzátor. Pórovité elektrody se rovněž vyrábějí vkládáním tantalových vláken do děr vyvrtaných podélně v měděném špalíku. Tento způsob, popsaný Wongem v patentu US 5 034 857, dále zahrnuje protlačování, protahování, opětovné skladování a zužování špalíků. Složený výtlaček se dále rozřezává a zužuje, čímž vznikne výrobek ve formě složené tyče, která se zpracovává, aby se vyloužila měď, a anodicky oxiduje.

- 2 Protože v elektronickém průmyslu s přibývající miniaturizací elektroniky existují požadavky na stále menší a menší, znamená to novou výzvu průmyslu výroby tantalových anod. Se stále menšími a menšími anodami se stává nedostatečný vysokofrekvenční výkon anody stále větším a větším problémem. Dále čím menší anoda je, tím větší je obtížnost její výroby, přičemž výrobci se snaží o jejich automatickou výrobu, například pokud se týká připojování přívodního drátu. Pro připojení přívodního drátu je zapotřebí určité manipulace, přičemž je obtížné manipulovat s miniaturními anodami způsobem, který bude dostatečně levný pro účinné připojení přívodního drátu.

Úkolem vynálezu proto je vytvořit vylepšený způsob výroby menších anod a lepší provedení anod samotných, pro odstranění výše uvedených nedostatků.

Podstata vynálezu

Tento úkol splňuje ventilový kov, zejména upravený pro použití jako elektroda, podle vynálezu, jehož podstatou je, že má příčný průřez z tenkých desek z ventilového kovu s regulovanou tloušťkou, přičemž tyto desky jsou odděleny od sebe navzájem mezerami předem stanovených a regulovaných rozměrů, a přičemž tyto desky jsou elektricky průchozí pomocí metalurgického kontaktu v místech průsečíků desek neboli propojení ventilového kovu desek ve zvolených místech v příčném průřezu a uvedené struktury jsou strukturálně stabilní a mají nekřivolakou pórovitost.

Tantalový materiál je zvlášt vhodný pro použití jako elektroda. Tantalový materiál má nespojité struktury, které mají příčný průřez z tenkých desek tantalu oddělených od sebe navzájem mezerami kromě mnoha průsečíků desek, kde mezi deskami vznikly metalurgické vazby pro zajištění toho, aby desky byly elektricky propojeny v příčném průřezu,'což rovněž dodává strukturální stabilitu. Desky v této konfiguraci jsou v podstatě rovnoběžné navzájem v jednom podélném směru a v tomto směru může být struktura prodloužena nedefinovaně. Jestliže by těleso bylo rozděleno v rovině kolmé k tomuto podélnému směru, vytvořil by oddělený konec při pohledu v podélném směru vzor vzájemně propojených tenkých desek z tantalu, a tento vzor by se jevil v podstatě stejný bez ohledu na .to, kde byl podél délky celé struktury proveden řez. Mezery mezi deskami by se v tomto pohledu jevily jako dlouhé přímé kanály probíhající podélně celou délkou struktury; výsledná struktura tedy má nekřivolakou pórovitost vzhledem k sestavení těchto v podstatě přímých mezer mezi deskami. Je rovněž popsána forma výrobku, u něhož jsou mezery vyplněny kujným pomocným kovem. Dále je rovněž popsán kondenzátor provedený z těchto výrobků včetně vrstvy oxidu tantalu na obnažených površích tantalu, která působí jako dielektrikum kondenzátoru a protielektroda

-obsažená v nekřivolaké pórovitosti.

Uvedený úkol dále splňuje způsob výroby výrobku z 'ventilového kovu, zejména upraveného pro použití jako *elektroda, podle vynálezu, jehož podstatou je, že sestává z ^podstatného vyplnění plechovky pro špalík ventilovým kovem a kujným pomocným kovem v předem určeném vzoru ventilového kovu odděleného od sebe mezerami způsobenými přítomností a uspořádáním kujného pomocného kovu, a ze zužování špalíku na předem stanovenou velikost.

Do špalíku se v předem stanoveném vzoru tedy vloží tantal ve formě kujných kovových tyčí, fólií, výkovků a/nebo prášku, přičemž délky tantalových kusů jsou rovnoběžné s podélným směrem špalíku (který se stane podélným směrem popsaným výše pro zpracovanou strukturu). Prostory mezi předem stanovenými vzory se vyplní pomocným kujným kovem pro dodržení oddělení tantalových kusů při protlačování a protahování, jak bude popsáno dále. Špalík se zužuje na předem stanovenou velikost protlačováním a/nebo protahováním v podélném směru podél své délky. Při tomto zužování je rozhodující to, aby špalík byl .žíhán pokaždé, když se jeho průřez zúží až o 75 %. Po tomto zúžení se špalík rozřezává v předem stanovených vzdálenostech po jeho délce po provedené tváření. Když se kujný kov odstraní, například rozpuštěním pomocí minerálních kyselin, zůstane tantalový výrobek, který má nekřivolakou pórovitost.

Kondezátory vyrobené z takových výrobků mohou mít extrémně malou velikost, mají zlepšenou vysokofrekvenční odezvu, mohou být provedeny tak, že mají vysokou objemovou účinnost, nízký ekvivalentní předřadný odpor, přesnou strukturální formu a mechanickou stabilitu, z níž vyplývá regulovatelný ekvivalentní předřadný indukční odpor.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález bude dále blíže objasněn na příkladech provedení podle přiložených výkresů, na nichž obr. 1 znázorňuje typický řez šestiúhelníkovými tyčemi z ventilového kovu a z pomocného kujného kovu před zúžením, obr. 2 příčný řez typické anody kondenzátoru podle vynálezu s dosud ještě přítomným pomocným kujným kovem, obr. 3a 4 typické příčné průřezy anody kondenzátoru podle vynálezu s již odstraněným pomocným kujným kovem, obr. 5 a 6 vždy podélný řez anodou podle vynálezu, kde je vidět nekřivolaká pórovitost, obr. 7 podélný řez materiálem anody, vyrobené běžnými způsoby, kde je znázorněna křivolaká pórovitost, obr, deformace a 9 grafy, v nichž jsou vyneseny křivky závislosti na zatížení materiálu anody podle vynálezu, obr. 10 graf, v němž je vynesena křivka závislosti deformace na zatížení u známé anody vyrobené z tantalového prášku, - - ....... .....obr. 11 vývojový diagram popisující způsob podle vynálezu, a obr. 12 příklad hotového kondenzátoru podle vynálezů.

Příklady provedení vynálezu

Klíčovým znakem anod podle vynálezu je příležitost k miniaturizaci. Anody podle vynálezu mohou být provedeny tak -malé, že jejich hmotnost je 10 mikrogramů. Při této hmotnosti mají anody obvykle tloušťku menší než 1,27 mm, s výhodou menší než 0,38 mm. Jak bylo popsáno výše, mohou mít anody kondenzátorů, které jsou vyrobené z peletizovaného tantalového prášku, protože kanálky pro napuštění elektrolytu do pórovité •pelety jsou vytvořeny spojováním malých částic, takto vzniklé dráhy velmi zakřivené či křivolaké, viz obr. 7, který představuje optický mikrograf podélného řezu anodou o průměru

2,54 mm, vyrobenou běžnou technikou lisování prášku, který je zvětšen 200krát, a kde tmavší plochy představují křivolakou pórovítost. Tato křivolaká pórovitost je však nevýhodná pro vysokofrekvenční odezvu hotového kondenzátoru a nepříznivě ovlivňuje objemovou účinnost. Materiál podle vynálezu, protože geometrie je provedena podle potřeby, má v podstatě nekřivolakou pórovitost. Jak již bylo uvedené výše, mezery mezi deskami se jeví jako dlouhé přímé kanálky probíhající v podélném směru celou délkou struktury; výsledná struktura má tedy nekřivolakou pórovitost vzhledem k uspořádání těchto v podstatě přímých mezer mezi deskami. To je znázorněno na mikrograf podélného řezu zvětšený 200krát, a na mikrograf podélného řezu obr. 5,. který představuje optický tělesem anody o průměru 0,38 mm, obr. 6, který představuje optický tělesem anody o průměru 1,68 mm, zvětšený lOOkrát, kde světlé plochy představují tuto nekřivolakou pórovitost. Tím se značně usnadní zavádění elektrolytu a rovněž umožní extrémní miniaturizace. Další výhoda spočívá v umožnění vyloučení potřeby operace připojování přívodního drátu.

Celková velikost anody je obvykle taková, že anoda má průměr 200 až 1000 mikrometrů (anoda vyrobená podle vynálezu může mít ve skutečnosti průměr menší než 300 mikrometrů, například 100 až 300 mikrometrů, a dokonce menší než 50 mikrometrů). Jednotlivá ramena (vnitřní elementy anody) mají tloušťku obvykle 15 mikrometrů, která však může být ještě menší, například 5 mikrometrů a méně. I když to velmi záleží na provedeni, mohou mezery obvykle představovat asi 40 % až 60 % objemu výrobku, nejobvykleji asi 50 % objemu výrobku.

Jak již rovněž bylo uvedeno výše, může být velmi obtížným laboratorním úkolem provést připojení přívodu k miniaturizované anodě. Vzhledem ke způsobu, kterým je anoda vyráběna, a který je zde popsán, může tato celá operace (eventuálně) odpadnou, například použitím části tělesa elektrody jako přívodního drátu. Další výhoda řešení podle vynálezu spočívá v tom, že ve stejném špalíku může být naskládáno mnoho jednotlivých elektrod. Například provedením způsobu výroby anodového materiálu, který má z počátku průměr 6,35 mm, který se potom rozřezává a segmenty se skládají do dalšího špalíku, může znamenat výrobu 300 anod najednou/ Po protlačování a zúžení na konečnou velikost vytvoří příčný řez takto zúženým tělesem mnoho (například stovky) jednotlivých elektrod, čímž se umožní velmi rychlá a účinná výroba kondenzátorů.

Ί

Existují čtyři základní výrobky’ týkající se řešení podle vynálezu. Prvním je výrobek z ventilového kovu, který obsahuje elektricky propojené tenké desky z ventilového kovu, obsahující pomocný kov v mezerách mezi nimi a obklopující struktury ventilového kovu. V této formě je komponenta • ventilového kovu- výrobku extrémně strukturálně stabilní a chráněna přítomností obklopujícího pomocného kovu. Tato úroveň ochrany před mechanickým poškozením je důležitá pro přepravu a manipulaci s materiálem před jeho přeměnou na hotové kondenzátory. To je znázorněno na obr. 2, který představuje optický mikrograf příčného řežu tělesem anody podle vynálezu o průměru 0,38 mm, zvětšený 200krát, kde tmavší centrální plocha představuje tantal a světlejší část kruhového průřezu představuje měď. Jako příklad strukturální stability tohoto typu výrobku může být v této formě anodový materiál skutečně upraven na kostře, většinou ve formě obyčejného kujného drátu, ^acož velmi zvyšuje výrobní možnosti kondezátoru.

Jako příklad konstrukční stability tohoto výrobku podle vynálezu v této formě se uvádí odkaz na obr. 8, 9 a 10, které představují výsledky stlačovacích testů, provedených podle normy ASTM Standard E-9. Anody vyrobené podle vynálezu, které byly testovány, měly průměr 0,38 mm a 1,68 mm. V poloze naplocho na straně se deformovaly postupně, což znamená, že jde o metalurgicky spojené těleso. (Na obr. 8 a 9 je aplikované zatížení znázorněno na svislé ose a velikost stlačení je znázorněna na vodorovné ose, kde každý centimetr na vodorovné ose znamená 0,063 mm stlačení.) Rovněž byla testována anoda provedená z tantalového prášku o průměru

2,54 mm, viz obr. 10. Stejně jako na obr. 8 a 9 je zatížení znázorněno na svislé ose a velikost stlačení je znázorněna na vodorovné ose. Tím vznikne graf s typem křivky u výrobku bez metalurgických vazeb.

Druhé provedení výrobku, týkajícího se řešení podle vynálezu, představuje matrici z ventilového kovu s již odstraněným pomocným kovem. Tato matrice je zvlášť vhodná pro další zpracování na kondenzátor. Na obr. 3 je znázorněn optický mikrograf příčného řezu tělesem anody podle vynálezu o průměru 0,38 mm, zvětšený 200krát, a na obr. 4 mikrograf, snímaný elektronovým mikroskopem, odříznutého a leptaného tělesa anody o průměru 1,68 mm, s již odstraněnou mědí, zvětšený lOOkrát, kde je vidět metalurgické vazby mezi tantalovými tyčemi. Při pohledu zepředu na tento řez, jak je popsáno výše, vzor desek z ventilového kovu může mít jakoukoli konfiguraci. Přitom však určité specifické konfigurace mohou poskytovat speciální výhody. Například potřeba maximalizování skládání desek do malého objemu by upřednostňovala vzory, kde desky jsou v podstatě rovnoběžné navzájem, při pohledu zepředu. Snadnost, se kterou může být vzor desek z ventilového kovu modifikován pro dosažení různých účelů, je speciální výhodou tohoto způsobu. Je důležité, že jtato struktura nemá eventuálně žádný odpor pro elektrický proud (žádný pokles napětí) mezi jednotlivými elementy, to jest rovnoběžnými deskami a je propojujícími žebrovými částmi. Tyto segmenty se obvykle spojí při zužovacím procesu, avšak mohly by být fyzicky svařeny rovněž i nějakým obvyklým způsobem.

Další formou výrobku, týkajícího se řešení podle vynálezu, je matrice z ventilového kovu s již odstraněným pomocným kovem, která již byla anodicky oxidována. Anodická oxidace je standardním zpracováním, při němž se materiál umístí do kyseliny fosforečné nebo jiného elektrolytu, a výrobkem prochází proud, aby se vytvořil oxidový povlak na povrchu ventilového kovu. Při tomto zpracování se spotřebuje určité množství ventilového kovu.

Dalším provedením podle vynálezu je hotový kondenzátor. Hotový kondenzátor sestává z matrice z ventilového kovu, která byla anodicky oxidována a následně napuštěna standardním elektrolytem, například oxidem manganičitým nebo kyselinou sírovou. Elektrolyt vyplní póry uvnitř desek, které probíhají po délce tělesa elektrody z ventilového kovu, to jest elektrolyt vyplní nekřivolaké póry, které byly popsány výše. Takto zpracovaný ventilový kov/dielektrický oxid/ elektrolytické. těleso 1 (na obr. 12), se ·potom potáhne obvyklým ™ způsobem postupnými vrstvami, a to vodičem 2., například uhlíkem, vodivým kovem 3, například stříbrem, tantalem, niobem * nebo jejich slitinami, a plastickým obalem 4, například z polyethylenu, polypropylenu nebo akrylového polymeru.

I když znázorněné vzory tantalu jsou zvlášt vhodnými vzory, je možno v závislosti na konečném použití vymodelovat jakékoli jiné vzory. Ve skutečnosti jednou z výhod vynálezu je, že v závislosti na druhu použití může být materiál uveden do potřebných vzorů pro dosažení maximální účinnosti nebo ‘^maximálního výkonu pro toto použití, a to jak z hlediska vzoru tantalu, tak i tloušťky částí jeho komponent.

Další výhodou řešení podle vynálezu je, že hodnota kondenzátorů podle vynálezu, udávaná v mikrofaradech, může být •tak nízká, že výkon tohoto výrobku se blíží výkonu keramických materiálů. Výrobky podle vynálezu však mají významnou výhodu oproti keramickým materiálům v tom, že jsou reprodukovatelné ve fyzicky mnohem menším provedení, než výrobky z keramických materiálů, a bez teplotní citlivosti elektrických vlastností, které omezují použití keramických kondenzátorů pro určité i účely.

' Při použití práškové technologie při výrobě tantalových kondenzátorů klesá při vysokých frekvencích elektrická odezva.

To je způsobeno zčásti křivolakou pórovitostí výrobků. Tím vznikne skinefekt (povrchový jev), při němž pouze vnější vrstvy anodových pelet kondenzátorů mohou účinně přispívat ke kapacitnímu odporu vnějšího obvodu. Tato nemožnost využití vnitřních ploch anody kondenzátoru u vysokofrekvenčních signálů může být pórovité struktury jednou z velkých částečně zmírněna snížením křivolakosti uvnitř kondenzátoru. Ve skutečnosti je to výhod nekřivolakých pórů. Zpětné získání některých vysokofrekvenčních ztrát způsobených křivolakostí představuje velkou výhodu u tohoto provedení, protože stav elektroniky u těchto výrobků, v nichž jsou tyto anody používány, neustále směřuje k vysokofrekvenčním činnostem. Keramické výrobky nemají problémy s křivolakou pórovitostí, protože jsou ploché. Nicméně nemohou být provedeny velmi malé a mají teplotní závislost svého kapacitního odporu. Výrobky z ventilového kovu podle vynálezu mají nejen výhodu v tom, že mají v podstatě nekřivolaké dráhy, nýbrž i výhodu v miniaturizaci, která není dosažitelná u keramických materiálů. Rovněž tepelná stabilita elektrických vlastností výrobků z ventilového kovu podle vynálezu je lepší, než u keramického materiálu.

Ačkoli byl vynález popsán na použití anody, může být způsob podle vynálezu rovněž použit všeobecně pro miniaturizaci mechanických součástí, například pro nejjednodušší stroje (páky, kroková ústrojí hodin, kolečka, ozubená kolečka atd.), jakož i u speciálních lékařských implantátů, kde struktura průřezu, elektrický kapacitní odpor nebo podélná pórovitost jsou výhodné.

Další výhodou vynálezu je, že desky, tak jak vyplývá z obrázků, mohou být uspořádány tak, aby byly v podstatě rovnoběžné, se strukturálními můstky upravenými mezi nimi. Tím je zajištěna mechanická pevnost potřebná pro snadnějsi manipulaci těchto miniaturizovaných anod, doposud neznámá u tohoto druhu.

I když byl vynález popsán na příkladu tantalu, je možno podle vynálezu použít i jiné vhodné materiály, jako niob, tantal a jejich slitiny. Souhrnně jsou tyto kovy známé jako takzvané ventilové kovy.

I když struktura podle vynálezu byla znázorněna jako symetrická struktura (například kruhového typu v průřezu), není to nutné. V závislosti na zvláštním použití je možné upravit rovněž asymetrické strukturu, upravenou pro zvláštní účely.

Anody podle vynálezu mají zlepšený ekvivalentní předřadný odpor (ESR). Jedná se o čistý odpor v kondenzátoru. Tím, že póry nejsou zakřivené, vytvoří se nižší ekvivalentní předřadný odpor, protože existence zakřivených pórů by znamenala zvětšení délky vodivé dráhy, a proto i zvýšení odporu. Podobně mohou být výrobky provedeny tak, aby měly zlepšený ekvivalentní předřadný indukční odpor (ESL). Opět snížená křivolakost a možnost regulace vzorů tantalových desek může být využita ke zmenšení indukčních ztrát. Celková zlepšení těchto vlastností způsobí rozšíření schopností těchto součástí při vysokých frekvencích, což znamená rozšíření frekvenčního rozsahu, ve kterém kondenzátor provedený z materiálu podle vynálezu ještě dosud funguje jako kondenzátor.

Další velkou výhodou materiálu podle vynálezu je manipulace a zpracování tohoto materiálu. Pouze je zapotřebí, aby většina pomocného kovu byla vyloužena po celé délce anody pro dosažení požadované velikosti součásti. Tantalová matrice a matrice ze zbylého pomocného kovu mohou být použity jako přívodní vedení pro přívod proudu pro anodickou oxidaci obnažené tantalové části, takže není zapotřebí žádných přídavných přívodních vedení. To znamená podstatnou úsporu při zpracování anod podle vynálezu, a to kromě hlediska obtížnosti vzhledem k miniaturizaci. I když délky přívodních vedení se budou měnit v závislosti na účelu/použití, bude přívodní vedení asi dvakrát delší než je průměr anody. Pro účely počáteční manipulace je výhodné, když je přívodní vedeni

4krát delší než průměr anody, způsobem, například svařováním, vedení z niklu, ventilového kovu vedení.

K anodě mohou být obvyklým rovněž připojena přívodní nebo i jiná běžná přívodní

Výrobky podle vynálezu mají výhodu v tom, že je u nich snížena spotřeba tantalu na anodu. Povrchové jevy, popsané výše, způsobí velkou ztrátu tantalu zejména při vysokých frekvencích. Vnitřek obvyklých pelet není využit. Bylo to způsobeno tím, že výrobci vyráběli pelety určené pro vysokofrekvenční použití jako fyzicky velké, pouze pro využití větší vnější plochy. Způsobem podle vynálezu se vyrábějí anody, které mohou účinně využívat celého povrchu tantalu, vnitřku, jakož i vnějšku, vzhledem k nízké křivolakosti pórů vedoucích dovnitř.

Pokud se týká špalíků, měl by materiál, který je použit pro obalení neboli zapouzdření tantalu a pomocného kovu (zde nazývaný jako plechovka), být materiálem, který může být snadno odstraněn, který však nemůže při protlačování snadno difundovat do tantalu. Funkce špalíku spočívá v přidržování tyčí či tyčinek atd. v dané poloze a v zabránění oxidace tantalu. I když byl vynález popsán na příkladu tyčí z tantalu (nebo jiného ventilového kovu) a pomocného kovu, mohou být použity i jiné formy materiálu. Například je možno předem vyrobit strukturu či konstrukci ze svařených tantalových tyčí nebo desek (nebo kovanou strukturu či konstrukci), která se potom umístí v plechovce. Mezery potom mohou být vyplněny pomocným kovem ve formě destiček, prášku nebo v roztavené formě. Pomocný kov by měl být kujný a v zásadě by měl být inertní vůči tantalu. Výhodným kovem je měd. Plechovka neboli plechový plášť se potom umístí kolem tantalu a mědi, například ve formě tyčí, plechovka se uzavře víky a provede se evakuování vnitřku. Potom se provede izostatické stlačování zatepla na jednotkový kus.

Tlouštka stěny plechovky je obvykle asi 0,063 mm a pro izostatické stlačování zatepla má plechovka obvykle tvar válce. V případě, že je plechovka provedena z mědi, je důležité, aby měď neobsahovala kyslík. Kyslík má větší afinitu k tantalu, než měď. Jakmile byl špalík podroben izostatickému stlačování zatepla, provede se obvyklým způsobem jeho protlačování. Kritickou částí způsobu podle vynálezu (viz obr. 11) je žíhání. Je kritické pro dodržování tvaru struktury tak, jak byla původně navržena před zužováním. Kdykoli se při provádění zužování špalíku protlačováním či protahováním průměr zmenší o 75 % nebo méně, protlačený materiál musí být alespoň jednou žíhán.

PŘÍKLAD 1

Měděné a tantalové tyče o průměru 2,54 mm se vyčistí před svým vložením do měděné plechovky. Pro zlepšení uložení byly použity šestihranné tyče. Na obr. 1 je znázorněn příklad uspořádání tantalu (černé šestiúhelníky) a mědi (bílé šestiúhelníky) v plechovce. Na plechovku se z obou stran umístí měděná víčka a provede se jejich přivaření, čímž je plechovka uzavřena shora i zdola, načež se provede evakuování plechovky. Potom se plechovka podrobí izostatickému stlačování zahorka obvyklým způsobem pro odstranění jakýchkoli mezer. Ideálně jsou všechny mezery vyplněny tyčemi podle prvního příkladu, to jest šestihrannými, avšak vzhledem k mírným rozdílům ve tvaru, zakřivení atd. k tomu vždy nedojde. Jakmile byl takto vytvořený špalík podroben izostatickému stlačení zahorka, provede se obvyklým způsobem jeho protlačení na obvyklém protlačovacím lisu při teplotě asi 700 °C. Plechovka má průměr asi 10,16 mm (vnitřní průměr) a je protlačena na průměr 4,45 mm. Potom se provede protažení zastudena na průměr 1,91 mm, načež následuje konečné protažení na průměr

0,38 mm, opět vždy obvyklým způsobem. Je rozhodující, že vzor je při uvedeném protahování udržován, aby došlo k zachování nekřivolaké pórovitosti. Zpracováním se kovy stanou tvrdšími a křehčími, takže by mohlo dojít ke zborcení vzoru, kdyby bylo zúžení provedeno přímo z průměru 10,16 mm na 0,38 mm. Protože se kovy prodlužují různě, bylo zjištěno, že rozhodujícím opatřením pro každé zmenšení plochy příčného průřezu o 75 % (nebo méně) je provedení standardního Říhání. Obvykle se provádí žíhací cyklus při teplotě 900 ^eC po dobu 2 hodin. Tím dojde ke snížení napětí v kovu. Rovněž bylo zjištěno, že je zapotřebí vyplnit střed plechovky mědí pro vytvoření přídavné pevnosti. Ideálně by se provedlo ve výrobku co největší množství ramen a žeber, aby se povrchová plocha co nejvíce zvětšila, avšak, jak již bylo uvedeno výše, provedení je zcela věcí volby. Loužení mědi se zdrží co nejdéle, aby se udržela pevnost výrobku pro strojní opracování.

PŘÍKLAD 2

Tantalové anody obsahující měd podle příkladu 1 byly leptány kyselinou při použití ultrazvukových vibrací, které napomáhají odstraňování mědi z malých pórů. Podle výhodného provedení se však použije systém pro odstraňování elektrolytu, vynalezený pro tento účel. Anody se ponoří do roztoku síranu mědnatého ve vodě a kyseliny sírové, který obsahuje 200 gramů na litr H₂SO₄ a 40 gramů na litr ČuS0₄ proti měděné desce, které působí jako katoda. Když bylo na anody přiváděno velmi nízké napětí, například 0,3 až 0,4 voltu, přešla měd z anod do roztoku a vyloučila se na měděné desce. Tento způsob je označován jako proces elektroloužení.

PŘÍKLAD 3

Tělesa anod byla připravena podle výše popsaných

T5 příkladů, včetně odstranění mědi, a potom byla anodicky oxidována ve zředěném roztoku kyseliny fosforečné ve vodě při použití standardních průmyslových metod. Potom byla testována na kapacitní odpor při různých délkách. Výsledky testu ukazují, že anody, provedené jako standardní anody s jednou podstatnou.výjimkou, měly odezvy, které byly normálními obvyklé pro anody této velikosti, Výsledky testů jsou znázorněny v průměr je vyjádřen v mikrometrech,. délka v napětí ve Voltech a kapacitní odpor v odezvami, které však nebyly to jest pro malé anody.

tabulce, kde milimetrech, mikrofaradech.

TABULKA

průměr	délka	napětí	kapacitní odpor
254	4	25	0,25
254	4	50	0,12
254	6	25	0,65
254	6	50	0,10
1016	2	25	1,17
1016	2	50	0,34
1016	1	25	0,59
1016	1	50	0,28

Navíc k extrémní miniaturizaci, které je možno nyní dosáhnout u anod podle vynálezu, jsou dalšími výhodami řešení podle vynálezu výkon při vysoké frekvenci a výjimečný ekvivalentní předřadný odpor (ESR) a výjimečný ekvivalentní předřadný indukční odpor (ESL), vyšší výkon při vysoké frekvenci a velmi vysoká objemová účinnost. Strukturální stabilita a snadnost manipulace při dalším zpracování kondenzátorů představují rovněž významná zlepšení.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

LO

1. Ventilový kov, zejména upravený pro použití jako elektroda, vyznačující se tím, že má příčný průřez z tenkých desek z ventilového kovu s regulovanou tloušťkou, přičemž tyto desky jsou odděleny od sebe navzájem mezerami předem stanovených a regulovaných rozměrů, a přičemž tyto desky jsou elektricky průchozí pomocí metalurgického kontaktu v místech průsečíků desek neboli propojení ventilového kovu desek ve zvolených místech v příčném průřezu a uvedené struktury jsou strukturálně stabilní a mají nekřivolakou pórovitost.
2. Ventilový kov podle nároku 1, vyznačující se t í m, že největší rozměr napříč materiálu je menší než 1,27 mm.
3. Ventilový kov podle nároku 2, vyznačující se t í m, že největší rozměr je menší než 0,38 mm.
4. Ventilový kov podle nároku 1, vyznačující se tím, že materiál je zapouzdřený v protlačitelném pomocném kovu, který rovněž vyplňuje mezery mezi ventilovým kovem.
5. Ventilový kov podle nároku 4, vyznačující se tím, že je navinut na kostru.
6. Ventilový kov podle nároku 4, vyznačující se t í m, že pomocným kovem je mě<í.
7. Ventilový kov podle nároku 6, vyznačující se t í m, že ventilovým kovem je tantal.
8. Ventilový kov podle nároku 1, vyznačující se t í m, že navíc obsahuje vrstvu oxidu ventilového kovu ;St>

fe na obnažených plochá ventilového kovu o tloušťce asi 0,004 mikrometru až asi 0,85 mikrometru.
9. Ventilový kov podle nároku 8, v y z n a č u jí c í se t í m, že mezery jsou napuštěny elektrolytem.
10. ^ImprognoVáTÍý Ventilový kov podle nároku 9, vyznačující se tím, že ventilový kov (l) je potažen postupně vrstvami z vodiče (2), kovu (3) a polymeru (4).
11. .-Pefea^-ercý/Ventilový kov podle nároku 10, vyznačující se tím, že vodičem (2) je uhlík, kovem (3) je stříbro, tantal, niob nebo jejich slitiny, a plastem (4) je polyethylen, polypropylen nebo akrylový polymer.
12. Způsob výroby výrobku z ventilového kovu, zejména ^upraveného pro použití jako elektroda, vyznačuj ící se t í m, že sestává z podstatného vyplnění plechovky pro špalík ventilovým kovem a kujným pomocným kovem v předem určeném vzoru ventilového kovu odděleného od sebe mezerami způsobenými přítomností a uspořádáním kujného pomocného kovu, ,a ze zužování špalíku na předem stanovenou velikost.
13. Způsob podle nároku 12,vyznačující se tím, že alespoň jeden z ventilového kovu nebo pomocného kujného kovu je před umístěním do špalíku ve formě tyčí, plechů, výkovků, prášku nebo jejich kombinace.
14. Způsob podle nároku 12,vyznačuj ící se tím, že alespoň jeden z ventilového kovu nebo pomocného kujného kovu je ve formě tyčí nebo plechů nebo jejich kombinace.
15. Způsob podle nároku 12, vyznačující se tím, že zúžený špalík se rozdělí v předem stanovených •4

- 18 místech podél své délky.
16. Způsob podle nároku 12,vyznačuj ící se tím, že navíc sestává z odstranění kujného kovu po zúžení špalíku.
17. Způsob podle nároku 12,vyznačuj ící se tím, že plechovka špalíku je provedena z mědi.
18. Způsob podle nároku 12,vyzná čující se tím, že pomocným kujným kovem je měď.
19. Způsob podle nároku 12,vyznačující se tím, že sestává z žíhání špalíku pokaždé, když se průřez špalíku zmenší až do 75 %.
20. Způsob___podle nároku 16, vyzná čující se tím, že pomocný kujný kov se odstraní elektrolytickým působením napětí.
21. Způsob podle nároku 20, vyznačující se tím, že použité napětí má hodnotu 0,3 až 0,4 voltu.
22. Způsob podle nároku 12,vyznačující se tím, že sestává z rozdělování výrobku na předem stanovenou délku a z odstranění části pomocného kovu po délce výrobku od odděleného konce.
23. Způsob podle nároku 12,vyznačující se tím, že předem stanovená velikost Zahrnuje délku v rozsahu od asi 0,1 milimetru do 10 milimetrů.
24. Způsob podle nároku 16, vyznačující se t í m, že na obnažených plochách ventilového kovu se vytvoří vrstva oxidu ventilového kovu.
25. Způsob podle nároku 12, v y z n 3 ču j í-c í se tím, že vrstva se vytvoří elektrolyticky s použitím napětí v rozsahu od asi 2 do 500 voltů.
26. Způsob podle nároku 12, vy z na č u jí cis é tím, že předem stanovená velikost zahrnuje tloušťku menší než 1,27 mm.
27. Způsob podle nároku 12,vyznačující se tím, že předem stanovená velikost zahrnuje tloušťku menší než 0,38 mm.
28. Způsob podle nároku 16,vyznačující se tím, že oddělené mezery se napustí elektrolytem.
29. Způsob podle nároku 28, vyznačující. se (t í m, že napuštěný ventilový kov (1) se potáhne postupnými vrstvami z vodiče (2), kovu (3) a polymeru (4).
30. Způsob podle nároku 29,vyznačující se t í m, že vodičem (2) je uhlík, kovem (3) je stříbro, tantal, niob nebo jejich slitiny, a plastem (4) je polyethylen, polypropylen nebo akrylový polymer.
31. Způsob podle nároku 12, vyznačuj ící se tím, že takto zúžený výrobek se rozdělí a oddělené kusy se sestaví do špalíkové plechovky tak, že v podstatě vyplní plechovku a zužování se opakuje, čímž vznikne velké množství výrobků z ventilového kovu.