DE2138284C3 - Method of manufacturing a porous anode for an electrolytic capacitor - Google Patents
Method of manufacturing a porous anode for an electrolytic capacitorInfo
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Description
2525th
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a method according to the preamble of claim 1.
Eine an der Oberfläche oxidierte Elektrode aus einer Niob-Zirkonium-Titan-Legierung, die als Ersatzmaterial für das früher übliche, aber in den erforderlichen Mengen nicht mehr verfügbare Tantal dient, ist aus der US-PS 33 21 677 besannt. Die bekannte Legierung kann 20-80 Gew.-% Niob, 5-60 Gew.-% Zirkonium und 5-55 Gew.-% Titan enthalten. Die Legierung ist an sich hinsichtlich der für einen Elektrolytkondensator wichtigsten Eigenschaften optimal. Sie kann neben der Bearbeitung zu Folien, Draht oder Platten vor allem auch aus Pulver gesintert und dann in einem Elektrolyten anodisch oxidiert werden, wobei sich eine gewünschte Porösität ergibt. Die bekannten Elektroden haben sich aber in der Praxis nicht bewährt, weil sich die für einen Kondensator wichtigen Eigenschaften, wie insbesondere der Leckstrom, nicht zuverlässig erreichen ließen und sich ungeachtet einer an sich angestrebten Stabilität regelmäßig im Laufe der Zeit verschlechterten. A surface oxidized electrode made of a niobium-zirconium-titanium alloy, which is used as a replacement material for the tantalum used in the past, but no longer available in the required quantities, is from the US-PS 33 21 677 named. The known alloy can contain 20-80% by weight of niobium, 5-60% by weight of zirconium and Contain 5-55% by weight of titanium. The alloy is inherently most important for an electrolytic capacitor Properties optimal. In addition to processing into foils, wire or plates, it can mainly be used also sintered from powder and then anodically oxidized in an electrolyte, whereby a results in desired porosity. The known electrodes have not proven themselves in practice because the Properties that are important for a capacitor, in particular the leakage current, cannot be reliably achieved and regularly deteriorated with the lapse of time regardless of a stability aimed at per se.
Es wurde auch versucht, das Tantal durch Niob-Zirkonium- und Niob-Titan-Zweistofflegierungen zu ersetzen (US-PS 33 21 678), die aber ebenfalls Schwierigkeiten beim Verarbeiten und bei der Anodisierung auf hohe Spannungen sowie hinsichtlich einer stabilen Kristallstruktur bereiten.Attempts have also been made to replace the tantalum with niobium-zirconium and to replace niobium-titanium binary alloys (US-PS 33 21 678), which also have difficulties during processing and anodizing to high voltages and with regard to a stable crystal structure prepare.
Aus Untersuchungen des Niob-Titan-Zirkonium-Systems vor allem hinsichtlich der Verarbeitbarkeit, der Phasengleichgewichte sowie der normalen und der Supraleitfähigkeit ist u. a bekannt, daß durch den Titanzusatz die Verformbarkeit verbessert wild, weil im Beta-Mischkristall der Legierung Sauerstoff und auch das Titan gut löslich sind (»Journal of the Leis-Common-Metals«, 14 [1968], Seiten 253-268). Aus diesen Untersuchungen ist ferner bekannt, daß der Temperaturkoeffizient des elektrischen Widerstands sowie die Temperatur des Übergangs von der Normalleitung zur Supraleitung von einer Verformung und von Glühbehandlungen abhängig sind. Daraus läßt sich aber nicht schließen, wie die Legierung hinsichtlich der fürFrom studies of the niobium-titanium-zirconium system, especially with regard to the workability, the Phase equilibria as well as normal and superconductivity is known, inter alia, that by the Addition of titanium improves the deformability wildly, because im Beta mixed crystal of the alloy oxygen and also the titanium are easily soluble ("Journal of the Leis-Common-Metals", 14 [1968], pp. 253-268). It is also known from these investigations that the temperature coefficient the electrical resistance and the temperature of the transition from normal line to Superconductivity are dependent on deformation and on annealing treatments. But it cannot be said from this conclude how the alloy in terms of for
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4 Elektrolytkondensatoren wesentlichen Eigenschaften verbessert werden kann. 4 electrolytic capacitors essential properties can be improved.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung einer Kondensatorelektrode anzugeben, deren Eigenschaften, wie insbesondere der Leckstrom, sich auch nach erheblichen Temperaturbelastungen im Betrieb weniger stark verschlechtern können als bisher.The invention is based on the object of a method for producing a capacitor electrode indicate the properties of which, in particular the leakage current, also change after considerable temperature loads can deteriorate less strongly in operation than before.
Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentspruchs 1 gelöstThis object is achieved by the characterizing features of patent claim 1
Erfindungsgemäß wurde festgestellt, daß die ungünstigen Eigenschaften der bekannten Elektroden aus den vorliegenden Dreistofflegierungen auf deren Neigung beruhen, mehrere Phasen, also unterschiedliche Kristallformen zu bilden. Wenn man dafür sorgt, daß nur eine einzige Beta-Phase, d.h. eine (an sich beliebige) raumzentrierte kubische Kristallform gebildet wird und erhalten bleibt und eine schädliche zweite Beta-Phase verhindert wird, erhält man erstmalig ein alle Ansprüche der Praxis befriedigendes Ersatzmaterial für Tantal. Hierfür ist in Abhängigkeit von der Legierungszusammensetzung einige Sorgfalt bei der Behandlung der Legierung während der Herstellung der Elektrode erforderlich. Wenn die Legierungsbereiche des hier beschriebenen Verfahrens eingehalten werden, kann die Bedingung hinsichtlich einer einzigen Beta-Phase leichter erfüllt werden als bei anderen Legierungszusammensetzungen. Das Verfahren dient besonders zum Herstellen von aus Pulver gesinterten Elektroden, vorzugsweise für Kondensatoren mit festem Elektrolyt und mit Formierspannungen von etwa 200 V oder mehr.According to the invention it was found that the unfavorable Properties of the known electrodes made of the present ternary alloys on their inclination are based on forming several phases, i.e. different crystal forms. If you make sure that only one single beta phase, i.e. any body-centered cubic crystal form is formed and is maintained and a harmful second beta phase is prevented, one receives all claims for the first time Substitute material for tantalum which is satisfactory in practice. This depends on the alloy composition Take some care in handling the alloy during the manufacture of the electrode necessary. If the alloy ranges of the procedure described here are followed, the Single beta phase condition can be met more easily than other alloy compositions. The process is particularly used to manufacture electrodes sintered from powder, preferably for capacitors with solid electrolyte and with forming voltages of about 200 V or more.
Überraschend hat sich ferner gezeigt, daß die besten Legierungen für poröse Kondensatoranoden entstehen, wenn die Legierung weitgehend gleiche Atomanteile an Niob und Titan enthält, und wenn ein größerer Anteil an Zirkonium vorhanden ist als an Niob oder Titan. Es ist allerdings notwendig, nicht nur die sehr titanreichen, sondern auch die sehr zirkoniumreichen Bereiche des Dreistoffsystems zu vermeiden. Das gleiche gilt für die sehr niobreichen Bereiche.Surprisingly, it has also been shown that the best alloys for porous capacitor anodes are produced, if the alloy contains largely equal atomic proportions of niobium and titanium, and if a larger proportion of Zirconium is more present than on niobium or titanium. However, it is necessary not only to use the very titanium-rich, but also to avoid the very zirconium-rich areas of the three-component system. The same goes for that very nio-rich areas.
Anhand der Zeichnung wird die Erfindung näher erläutert. Es zeigenThe invention is explained in more detail with the aid of the drawing. Show it
F i g. 1 bis 5 mikrophotographisch dargestellte Schnitte durch Kondensatoranoden mit verschiedenen Zusammensetzungen, F i g. 1 to 5 microphotographed sections through capacitor anodes with different compositions,
Fig. 6 und 7 schematische Schnittansichten von erfindungsgemäß hergestellten Kondensatoren und6 and 7 are schematic sectional views of capacitors and capacitors produced according to the invention
Fig.8 ein Dreistoff-Diagramm des Systems Niob-Zirkonium-Titan mit den Systempunkten, die bei den im folgenden beschriebenen Beispielen gewählt wurden.8 shows a three-component diagram of the niobium-zirconium-titanium system with the system points that were selected in the examples described below.
Da die anodische Elektrodenschicht aus der Legierung gebildet wird, hängen ihre Eigenschaften von der Legierungszusammensetzung ab. Legierungen, die reich an Niob, Titan oder Zirkonium sind, bilden keine kohärenten oder thermisch stabilen Anodenschichten. 20 bis 60% Nb, Zr oder Ti enthnltende Legierungen sind zwar besser als andere für diesen Zweck bisner bekannte, neigen aber dazu, in zwei oder drei Kristallformen zu zerfallen, so daß sich eine entsprechende Änderung der chemischen Zusammensetzung zum Nb-, Zr- und Ti-reichen Teil des Dreistoffsystems hin ergibt und schlechte Anodenschichteiejenschaften die Folge sind. Aus diesen Gründen ist wesentlich, daß die Legierung als eine einzige Kristallstruktur konstaner Zusammensetzung erhalten bleibt, d.h. als eine einzige Beta-Mischkristall-Phase (kubisch raumzentriert). E;ne vollkommene Beta-Mischkristall-Phase ergibt sich nur bei Temperaturen oberhalb etwa 1000° C.Since the anodic electrode layer is formed from the alloy, its properties depend on the alloy composition. Alloys rich in niobium, titanium or zirconium do not form coherent or thermally stable anode layers. Alloys containing 20 to 60% Nb, Zr or Ti are better than other alloys known for this purpose, but tend to disintegrate into two or three crystal forms, so that a corresponding change in chemical composition results in Nb, Zr and Ti-rich part of the ternary system results and poor anode layer properties are the result. For these reasons it is essential that the alloy is retained as a single crystal structure of constant composition, ie as a single beta mixed crystal phase (body-centered cubic). E ; A perfect beta mixed crystal phase only results at temperatures above about 1000 ° C.
Daher ist es notwendig, die hier behandelte Legierung oberhalb dieser Temperatur zu homogenisieren und sie so schnell abzukühlen, daß die Hochtemperatur-Beta-Phasenstruktur erhalten bleibt Einige Zusammensetzungen, ganz besonders die Nb-Zr-reichen Bereiche, sind äußerst instabil und bilden beim Abkühlen schnell zweite Phasen. Der Zusatz von Titan setzt nicht nur die Phasenwechseltemperatur herab, sondern schiebt auch den Mischkristallöslichkeitsbereich hinaus und fördert die Beibehaltung der Hochtemperatur-Beta-Phase während des Abkühlens.It is therefore necessary to homogenize the alloy treated here above this temperature and to homogenize it cool so quickly that the high-temperature beta-phase structure is retained. especially the Nb-Zr-rich areas are extremely unstable and form quickly on cooling second phases. The addition of titanium not only lowers the phase change temperature, but also pushes it the mixed crystal solubility range and promotes the retention of the high temperature beta phase during of cooling down.
Die meisten der Legierungszusammensetzungen ergeben Anodenschichten, wie sie für Kondensatoren geeignet sind. Sie zeichnen sich durch kleine Leckströme und geringe Kapazitätsänderungen bei einer Wärmebehandlung aus. Diese Legierungen eignen sich daher besonders für die Verwendung bei hohen Temperaturen. Sie enthalten 20 bis 40 Atom-% Nb, 30 bis 60 Atom-% Zr und 20 bis 40 Atom-% Ti.Most of the alloy compositions result in anode layers that are suitable for capacitors. They are characterized by small leakage currents and small changes in capacitance during heat treatment. These alloys are suitable therefore especially for use at high temperatures. They contain 20 to 40 atomic% Nb, 30 up to 60 atom% Zr and 20 to 40 atom% Ti.
F i g. 1 zeigt in 800facher Vergrößerung eine Querschnitt-Mikrophotographie einer Ntob-Zirkonium-Titan-Legierung mit der Zusammensetzung 40 At-% Nb, 20 At-% Zr, 40 At-% Ti aus gesintertem Pulver. Die F i g. IA bis IC zeigen (ebenfalls in 80Ofacher Vergrößerung) Niob-50°/o-Zirkonium-PuIver, das bei 1300, 1400 bzw. 1500° C gesintert worden istF i g. Fig. 1 shows a cross-sectional photomicrograph, enlarged 800 times an Ntob-zirconium-titanium alloy with the composition 40 at% Nb, 20 at% Zr, 40 at% Ti from sintered powder. The F i g. IA to IC show (also in a magnification of 80O) 50% niobium zirconium powder that has been sintered at 1300, 1400 or 1500 ° C
F i g. 2, 3, 4 und 5 zeigen Schnittansichten von Kondensatoranoden mit folgenden atomaren Zusammensetzungen und Teilchengrößen:F i g. 2, 3, 4 and 5 show sectional views of capacitor anodes with the following atomic compositions and particle sizes:
Fig. ZusammensetzungFig. Composition
(Nb-Zr-Ti)(Nb-Zr-Ti)
At-%At-%
TeilchengrößenParticle sizes
30-40-30
30-40-30
20-60-20
20-60-2030-40-30
30-40-30
20-60-20
20-60-20
44+5 μπι 250 + 44 μηι44 + 5 μm 250 + 44 μm
44+5 μτη 250 + 44 am44 + 5 μτη 250 + 44 am
In den Fig.2 bis 5 ist die Vergrößerung jeweils lOOiach.In FIGS. 2 to 5, the magnification is 100% in each case.
Die in den F i g. 1 bis 5 gezeigten Niob-Zirkonium-Titan-Legierungen haben keine zweite Phase. Eine ausgeschiedene zweite Phase ist dagegen in den Fig. IA, IB und IC deutlich erkennbar. Wenn eine schädliche zweite Phase erzeugt wird, wird sie gewöhnlich bei lOOfacher optischer Vergrößerung Sichtbarwerden.The in the F i g. 1 to 5 shown niobium-zirconium-titanium alloys do not have a second phase. A second phase that has been eliminated is in the Fig. IA, IB and IC clearly visible. When a harmful second phase is generated, it usually becomes at 100x optical magnification Becoming visible.
Die Erzeugung der erforderlichen einphasigen Kristallstruktur kann erfolgen (a) an Ort und Stelle in der Elektrode (während oder vor der Kondensatorfertigung) oder (b) bei der Herstellung von Materialien, die später bei der Elektrodenfertigung benutzt werden sollen. In beiden Fällen wird die Legierung auf eine so hohe Temperatur erhitzt, sei es beim Sintern von Pulver oder beim Glühen einer Folie, daß als homogene Mischkristallstruktur die einphasige Beta-Hochtemperaturform der Legierung erzeugt und im Gleichgewicht gehalten wird. Die Leg'er r.g wird dann so schnell abgekühlt, daß die Beta-Phase praktisch frei von jeder bei 800facher Vergrößerung erkennbaren zweiten Phase bleibt.The required single-phase crystal structure can be generated (a) in situ in the electrode (during or before capacitor manufacture) or (b) in the manufacture of materials that later to be used in the production of electrodes. In both cases, the alloy is based on one way heated high temperature, be it when sintering powder or when annealing a foil that as homogeneous Solid solution structure creates the single phase beta high temperature form of the alloy and is in equilibrium is held. The Leg'er r.g will then be so fast cooled so that the beta phase is practically free of any second visible at 800x magnification Phase remains.
Gemäß einer für die Erfindung typischen Methode erfolgt die Abkühlung von 1300 auf 3000C in 20 Minuten, und zwar durch kontinuierliche Bewegung von Teilen beispielsweise mit einem Förderband aus eine.n Ofen in eine Abkühlzone.According to a typical method of the invention, the cooling takes place from 1300 to 300 0 C in 20 minutes, by continuous movement of parts, for example with a conveyor belt from eine.n furnace into a cooling zone.
4") In den Fig.6 und 7 sind zwei Beispiele von Kondensatoren dargestellt Jeder dieser Kondensatoren besitzt eine Anode 10 mit einem Dielektrikum, das wenigstens teilweise eine dielektrische Oxidschicht auf der Oberfläche des Anodenmaterials aufweist Ferner besitzen die Kondensatoren eine Kathode 20. An der Anode 10 bzw. der Kathode 20 sind Leiter 12 bzw. 22 angebracht Gemäß F i g. 6 ist die Anode gesintert, und es handelt sich um einen Elektrolyt-Kondensator mit einem nassen oder festen Elektrolyten 21, der die Anode imprägniert und bis zur Kathode reicht Außerdem sind in F i g. 6 konventionelle Kondensatorgehäuseteile, wie eine Dichtung 30 und eine Kunststoffkapsel 32, dargestellt Die Anode 10 des in Fig.7 dargestellten Kondensators ist eine gewalzte Folie oder eine durch Kathodenzerstäubung aufgebrachte Schicht, und auf der Oberfläche der Anode befindet sich eine dielektrische Oxidschicht 11. 4 ") Two examples of capacitors are shown in FIGS. 6 and 7. Each of these capacitors has an anode 10 with a dielectric which at least partially has a dielectric oxide layer on the surface of the anode material. The capacitors also have a cathode 20 on the anode 10 and the cathode 20, conductors 12 and 22 are attached, respectively. According to FIG. 6, the anode is sintered and it is an electrolytic capacitor with a wet or solid electrolyte 21 which impregnates the anode and extends to the cathode In addition, FIG. 6 shows conventional capacitor housing parts, such as a gasket 30 and a plastic capsule 32. The anode 10 of the capacitor shown in FIG. 7 is a rolled foil or sputtered layer and is located on the surface of the anode an oxide dielectric layer 11.
F i g. 8 ist ein Dreistoff-Diagramm, das die verschiedenen Systempunkte zeigt, auf die in den folgenden Beispielen Bezug genommen wird. Die Angaben an den drei Seiten des Diagramms lauten in Atom-%.F i g. Fig. 8 is a three-part diagram showing the various system points to be followed in the following Examples are referred to. The information on the three sides of the diagram is in atomic percent.
Die angegebenen Zusammensetzungen basieren auf den Gewichts-Verhältnissen der verwendeten Ausgangsmaterialien. An einer gegebenen Stelle kann in einem Pulver oder einem anderen aus den Ausgangsmaterialien durch Zusammenschmelzung hergestellten Erzeugnis die Zusammensetzung durch den in der Metallurgie bekannten Entmischungseffekt bei der Abkühlung der Schmelze eine Änderung erfahren. Im allgemeinen sind die Zusammensetzungsunterschiede, die längs eines mikroskopischen Maßstabes am Material festgestellt wurden, erträglich. Dennoch sollten Zusammensetzungsänderungen aufgrund der Entmischung während der Gußverfestigung auf ein Minimum herabgesetzt werden. Dies läßt sich erreichen durch eine homogenisierte Wärmebehandlung entweder als zusätzlicher Schritt unmittelbar nach dem Schmelzen und Abkühlen der Legierung und/oder während der sonstigen Herstellungsschritte (beispielsweise beim Sintern des Pulvers oder Glühen einer Folie).The compositions given are based on the weight ratios of the starting materials used. At a given point can be in a powder or another from the starting materials product manufactured by fusing the composition by the in the Metallurgy known demixing effect when the melt cools down. in the In general, the differences in composition are those that are measured along a microscopic scale in the material were found to be tolerable. However, compositional changes should be considered due to segregation can be minimized during cast solidification. This can be achieved through a homogenized heat treatment either as an additional step immediately after melting and cooling the alloy and / or during the other manufacturing steps (for example during Sintering the powder or annealing a foil).
Selbstverständlich können die Legierungen einen nennenswerten Anteil an zulässigen Beimengungen enthalten (z. B. bis zu 3% Hafnium, das in gewissen Arten von handelsüblichen Zirkonium vorkommt).Of course, the alloys can contain a significant proportion of permissible admixtures contain (e.g. up to 3% hafnium, which occurs in certain types of commercially available zirconium).
Mehrere Legierungsblöcke wurden dadurch gebildet, daß Nb, Zr und Ti mit folgenden Reinheitsgraden zusammengeschmolzen wurden:Several alloy ingots were formed by using Nb, Zr and Ti with the following degrees of purity were melted together:
Die Nenn-Zusammensetzungen der Legierungen sind in der Tabelle 1 angegeben. Die Blöcke wurden in Hydrid überführt, zu Pulver gemahlen und dehydriert. Die Pulver mit variierenden Teilchengrößen wurden oberhalb 1000°C in poröse Preßkörper von jeweils ungefähr 1 Gramm gesintert, abgekühlt und in 0,01% H3PO4-Elektrolyt bei einer Temperatur von 92°C mit einer Stromdichte von 63 mA pro Anode zwei Stunden lang für eine gewünschte Formierspannung anodisiert. Zur Kontrolle wurden in ähnlicher Weise Niob-Anoden bei 25°C und einer Stromdichte von 50 mA pro Anode gebildet.The nominal compositions of the alloys are given in Table 1. The blocks were converted to hydride, ground to powder and dehydrated. The powders with varying particle sizes were sintered above 1000 ° C. in porous compacts of approximately 1 gram each, cooled and immersed in 0.01% H 3 PO4 electrolyte at a temperature of 92 ° C. with a current density of 63 mA per anode for two hours anodized for a desired forming voltage. As a control, niobium anodes were formed in a similar manner at 25 ° C. and a current density of 50 mA per anode.
Die anodisierten Preßkörper wurden mit Mangannitrat imprägniert und pyrolisiert, wodurch ein Mangan-The anodized compacts were impregnated with manganese nitrate and pyrolyzed, whereby a manganese
dioxid-Elektrolyt gebildet wird. Die Pyrolysetemperatur betrug 8 Minuten lang 257° C.dioxide electrolyte is formed. The pyrolysis temperature was 257 ° C for 8 minutes.
Zur Imprägnierung wurden die Preßkörper dreimal eingetaucht mit anschließender Pyrolyse. Die Eintauchdauer betrug drei Minuten. Nach der MnCVImprägnierung wurde die a.iodische Oxidschicht bei 2 V/Minute in 0,01% H3PO4 bei 92° C bis zum Durchbruch regeneriert. Die Regenerierungsdurchbruchs-Spannung ist in der Tabelle 1 unter V« angegeben. Es wurde eine Gegenelektrode hinzugefügt.For the impregnation, the pressed bodies were immersed three times with subsequent pyrolysis. The immersion time was three minutes. After the MnCV impregnation, the a.iodic oxide layer was regenerated at 2 V / minute in 0.01% H 3 PO 4 at 92 ° C until breakthrough. The regeneration breakdown voltage is given in Table 1 under V «. A counter electrode was added.
Ähnliche Kondensatorproben wurden auf 35 V regeneriert und bei 20 V auf Kapazität (C ir Mikrofarad) und Leckstrom (L in Mikroampere] geprüft. Die Ergebnisse finden sich in der Tabelle 1, ir der die erste Zahl unter »Systempunkt« bezüglich jeder geprüften Probe den Punkt unter Zusammensetzung im Legierungssystem der Fig.8 und die zweite Zahl die Nummer der geprüften Probe mit dieser Zusammensetzung angibt. Zu Vergleichszwecken sind auch einige Legierungen aufgeführt, bei denen die Anteile an Niob und Titan um mehr als 10% der Gesamtlegierung voneinander abweichen (Systempunkte 5,13,16,22,24).Similar capacitor samples were regenerated to 35 V and tested for capacitance (C ir microfarads) and leakage current (L in microamps) at 20 V. The results are shown in Table 1, where the first number under "System Point" is for each sample tested Point under composition in the alloy system of Fig. 8 and the second number indicates the number of the tested sample with this composition. For comparison purposes, some alloys are also listed in which the proportions of niobium and titanium differ by more than 10% of the total alloy (system points 5,13,16,22,24).
mens. in Atom %Nomin. Together
mens. in atom%
heit/Sintertemp.*) Powder fine
heat / sintering temp.
μ Famong others
μ F
*) F= 44 μπι + 5 μηι.*) F = 44 μm + 5 μm.
C = 149 + 44 μπι. C = 149 + 44 μm.
A = 105 + 5 μπι F.A.P.D.
**) 25Χ Test fur 100-0-0, 85 C für andere. A = 105 + 5 μm FAPD
**) 25Χ test for 100-0-0, 85 C for others.
Feste Kondensatorproben mit den in Tabelle 2 angegebenen Zusammensetzungen und einer Teilchengröße von 44μτη wurden einer Lebensdauerprüfung von 200 bis 1000 Stunden unterzogen. Die Ergebnisse finden sich in Tabelle 2. Bei den Lebensdauerprüfungen werden die Leckströme, die Kapazität und der Verlustfaktor bei 25° C gemessen. Dann wird die Temperatur auf 85° C erhöht, und die KondensatorenSolid capacitor samples having the compositions and particle size given in Table 2 of 44μτη were a service life test subjected to from 200 to 1000 hours. The results can be found in Table 2. During the lifetime tests, the leakage currents, the capacitance and the Loss factor measured at 25 ° C. Then the temperature is increased to 85 ° C, and the capacitors
werden erneut geprüft Nachdem die Temperatui während einer längeren Zeitdauer auf 85° C gehalter worden ist, werden die Kondensatoren wieder geprüft und dann wird für eine erneute Prüfung die Temperatui auf 25° C gesenkt Die Ausgangswerte (I) und di« Endwerte (F) dieser Parameter sind in der Tabelle Ά angegeben. In einigen Fällen ist der »End«-Wert be hoher Temperatur ein Mittelwertare checked again After the temperature has been held at 85 ° C for a longer period of time, the capacitors are checked again and then the temperature is lowered to 25 ° C for a renewed test. The initial values (I) and end values (F) of these Parameters are given in table Ά . In some cases the "end" value at high temperature is an average value
Mittlere Anfangs- und Endwerte bei 25 C und 92 CMean start and end values at 25 C and 92 C
a) 1 von 9 geprüften Proben beim Systempunkt 2 war mißlungen (d.h. Anstieg des Leckstroms bis in Milliamperbereich). a ) 1 of 9 tested samples at system point 2 had failed (ie an increase in the leakage current up to the milliamper range).
b) 1 mißlungene von 4 Proben beim Systempunkt 15. b ) 1 failed of 4 samples at system point 15.
c) 2 mißlungene von 3 Proben beim Systempunkt 16. c ) 2 failed out of 3 samples at system point 16.
Tabelle 2 (Fortsetzung)Table 2 (continued)
Mittlere Anfangs- und Endwerte bei 25 C und 92 CMean start and end values at 25 C and 92 C
System- Kapazität (uF)System capacity (uF)
punkt ,Point ,
/25o/ 25 o
/85°/ 85 °
21.6 18.9 16.1 13.1 12.5 11.3 17.5 15.0 12.9 10.1 9.9 8.321.6 18.9 16.1 13.1 12.5 11.3 17.5 15.0 12.9 10.1 9.9 8.3
8.7 8.28.7 8.2
15.7 14.4 11.2 15.0 11.415.7 14.4 11.2 15.0 11.4
19.3 17.819.3 17.8
15.3 10.9 9.315.3 10.9 9.3
13.4 12.4 8.113.4 12.4 8.1
17.5 15.017.5 15.0
Kondensatoren mit festen Elektrolyten wurden wie 55 beim Beispiel 1 unter Verwendung von Pulver hergestellt, das aus den Legierungszusammensetzungen gemäß den Punkten 6, 12 und 16 in Tabelle 2 bestand; spezielle Bedingungen für die Anodensinterung und für die Bildung der dielektrischen Oxidschicht sind in der 60 Tabelle 3 zusammengestelltSolid electrolyte capacitors were like 55 in Example 1 using powder obtained from the alloy compositions passed according to points 6, 12 and 16 in Table 2; special conditions for the anode sintering and for the formation of the dielectric oxide layer are given in FIG Table 3 compiled
Diese Kondensatoren wurden auf ihre elektrischen Eigenschaften bei Raumtemperatur geprüft und dann 100 Stunden lang bei 85° C und einer Vorspannung von 20 V einer Lebensdauerprüfung unterzogen. Die Ergeb- 65 nisse finden sich in der Tabelle 4, in welcher die Leckströme mit L, die Kapazität mit C und der Verlustfaktor mit DFbezeichnet sind. Formierung Elektrolyt: 0,01 % H3PO4 bei 92X. Stromdichte: 63 mA/Anode. Formierungsspannung: 200 V. Spannungshaltezeit: 2 Stunden.These capacitors were tested for their electrical properties at room temperature and then subjected to a life test at 85 ° C and a bias voltage of 20 V for 100 hours. The results can be found in Table 4, in which the leakage currents are denoted by L, the capacitance by C and the loss factor by DF. Formation of electrolyte: 0.01% H 3 PO 4 at 92X. Current density: 63 mA / anode. Formation voltage: 200 V. Voltage holding time: 2 hours.
Claims (2)
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
DE19712138284 DE2138284C3 (en) | 1971-07-30 | 1971-07-30 | Method of manufacturing a porous anode for an electrolytic capacitor |
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Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
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