DE3113378A1 - Verfahren zur herstellung eines poroesen koerpers fuer einen trockenelektrolytkondensator - Google Patents
Verfahren zur herstellung eines poroesen koerpers fuer einen trockenelektrolytkondensatorInfo
- Publication number
- DE3113378A1 DE3113378A1 DE19813113378 DE3113378A DE3113378A1 DE 3113378 A1 DE3113378 A1 DE 3113378A1 DE 19813113378 DE19813113378 DE 19813113378 DE 3113378 A DE3113378 A DE 3113378A DE 3113378 A1 DE3113378 A1 DE 3113378A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- powder
- porous body
- aluminum
- mixture
- hydride
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Ceased
Links
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 title claims description 24
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 13
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 title 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims description 42
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 19
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 18
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 12
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 11
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims description 9
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims description 9
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 7
- 229910000048 titanium hydride Inorganic materials 0.000 claims description 6
- -1 titanium hydride Chemical compound 0.000 claims description 5
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 41
- 150000004678 hydrides Chemical class 0.000 description 22
- 229910004349 Ti-Al Inorganic materials 0.000 description 8
- 229910004692 Ti—Al Inorganic materials 0.000 description 8
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 7
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 6
- 229910018575 Al—Ti Inorganic materials 0.000 description 5
- 235000012054 meals Nutrition 0.000 description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 4
- 238000003801 milling Methods 0.000 description 4
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 4
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 3
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 3
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 3
- 229910018580 Al—Zr Inorganic materials 0.000 description 2
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910001069 Ti alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 230000018044 dehydration Effects 0.000 description 2
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 description 2
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 2
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 2
- NUJOXMJBOLGQSY-UHFFFAOYSA-N manganese dioxide Chemical compound O=[Mn]=O NUJOXMJBOLGQSY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 2
- 238000010301 surface-oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 description 2
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000011282 treatment Methods 0.000 description 2
- ATRRKUHOCOJYRX-UHFFFAOYSA-N Ammonium bicarbonate Chemical compound [NH4+].OC([O-])=O ATRRKUHOCOJYRX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001093 Zr alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 235000012501 ammonium carbonate Nutrition 0.000 description 1
- 239000001099 ammonium carbonate Substances 0.000 description 1
- 238000000889 atomisation Methods 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 1
- 238000006356 dehydrogenation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 239000006193 liquid solution Substances 0.000 description 1
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 1
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G9/00—Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
- H01G9/004—Details
- H01G9/04—Electrodes or formation of dielectric layers thereon
- H01G9/042—Electrodes or formation of dielectric layers thereon characterised by the material
- H01G9/045—Electrodes or formation of dielectric layers thereon characterised by the material based on aluminium
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F3/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
- B22F3/001—Starting from powder comprising reducible metal compounds
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F3/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
- B22F3/10—Sintering only
- B22F3/11—Making porous workpieces or articles
- B22F3/1143—Making porous workpieces or articles involving an oxidation, reduction or reaction step
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C1/00—Making non-ferrous alloys
- C22C1/04—Making non-ferrous alloys by powder metallurgy
- C22C1/0408—Light metal alloys
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G9/00—Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
- H01G9/004—Details
- H01G9/04—Electrodes or formation of dielectric layers thereon
- H01G9/048—Electrodes or formation of dielectric layers thereon characterised by their structure
- H01G9/052—Sintered electrodes
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
- Y10T428/12—All metal or with adjacent metals
- Y10T428/12014—All metal or with adjacent metals having metal particles
- Y10T428/12153—Interconnected void structure [e.g., permeable, etc.]
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
Description
Verfahren zur Herstellunq eines porösen Körpers
für einen Trockenelektrolytkondensator
für einen Trockenelektrolytkondensator
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines porösen
Körpers für einen Trockenelektrolytkondensator und insbesondere ein Verfahren zur Herstellung eines porösen Körpers
aus einer Ti-Al-Legierung.
Zur Zeit wird weithin Tantal (Ta) verwendet, um Trockenelektrolytkondensatoren
herzustellen. Trotz der ausgezeichneten Eigenschaften von Tantal für diesen Zweck ist die Zukunft von
Ta-Kondensatoren nicht sehr günstig zu beurteilen, da die Weltvorräte an Ta sehr beschränkt sind. Da in den letzten Jahren
bereits eine große Menge an Ta als Kondensatormaterial verbraucht worden ist, sind Ta-Erze, die ohnehin rar sind, von
Jahr zu Jahr noch seltener qeworden, so daß die Preise entsprechend
stark gestiegen sind. Es ist vorauszusehen, daß früher oder später Ta-Kondensatoren aufgrund ihrer hohen Preise
nicht mehr marktfähig sind. Es sind daher Entwicklungen für Trockenelektrolytkondensatoren im Gange, die aus anderen
Grundstoffen bestehen und wobei die wichtige Aufgabe gestellt ist, das Ta durch ein anderes Metall oder eine andere Metallkombination
zu ersetzen, die ausreichend zur Verfügung steht.
Es ist schon eine Ti-Al-Legierung vorgeschlagen worden, um Ta
in Trockenelektrolytkondensatoren zu ersetzen. Ein solcher Vorschlag findet sich in der üS-Patentschrift 3 599 053 mit
dem Titel "Improved Titanium Alloy Capacitor" (Verbesserter Titan-Legierungskondensator). Dieses Patent betrifft eine
Elektrode für einen Elektrolytkondensator, wobei ein poröser Körper aus einer Ti-Al- oder Ti-Al-Zr-Legierung verwendet
wird, der Kondensatorcharakteristiken einer dielektrischen Schicht umfaßt, die durch anodische Oxidation der Oberfläche
der Al-Ti- oder der Al-Ti-Zr-Legierung gebildet ist. Bei diesem Stand der Technik ist der poröse Körper aus einer Ti-Al-
oder Ti-Al-Zr-Legierung gebildet, indem Ti-, Al- und Zr-Puder
als Ausgangsmaterial verwendet ist. Das Pulvergemisch wird in die vorbestimmte Gestalt qepreßt.
Anschließend wird der qepreßte Körper bei einer Temperatur oberhalb des Schmelzpunktes von Aluminium gesintert.
Die Erfinder der vorliegenden Anmeldung erkannten, daß der qesinterte Körper, der aus dem gepreßten Al-Ti-Pulverqemisch hergestellt worden ist, nicht als Anode für einen Elektrolytkondensator geeignet ist, bei dem Ta durch Al-Ti ersetzt ist. Denn wenn das Al-Ti-Gemisch aus einem feinkörnigen Pulver besteht, steigen die Oxidanteile der Oberfläche. Das heißt, wenn ein poröser Körper hergestellt werden soll, der mit einem Ta-Körper vergleichbar ist, muß ein Pulver mit Korngrößen in der Größenordnung von einigen Mikrons als Ausgangsstoff vorhanden sein. Wird ein poröser Körper unter Verwendung eines solchen mikrofeinen Pulvers hergestellt, dann bilden sich größere Anteile an oxidierten Oberflächen, so daß eine wesentliche Verschlechterung der Kondensatoreigenschaften hingenommen werden muß. Ausreichende Kondensatoreigenschaften konnten'bisher nur erhalten werden, wenn der poröse Körper aus mikrofeinem Pulver hergestellt wird, das nur aus Ta besteht und zwar hauptsächlich aus dem folgenden Grunde: Abgesehen von der Tatsache, daß Ta von vornherein ein Metall ist, das einen niedrigen Anteil natürlicher Oxidation besitzt, wird die Sinterung von Ta-PuI-ver bei einer Temperatur durchgeführt, die oberhalb des Zersetzungspunktes der Ta-Oxide liegt. Demgegenüber ist bemerkenswert, daß die Oxide von Al und Ti stabiler sind als vom Ta und daß die Al- und Ti-Oxide durch Behandlungen bei hohen Temperaturen im Vakuum nicht zersetzt werden können.
Die Erfinder der vorliegenden Anmeldung erkannten, daß der qesinterte Körper, der aus dem gepreßten Al-Ti-Pulverqemisch hergestellt worden ist, nicht als Anode für einen Elektrolytkondensator geeignet ist, bei dem Ta durch Al-Ti ersetzt ist. Denn wenn das Al-Ti-Gemisch aus einem feinkörnigen Pulver besteht, steigen die Oxidanteile der Oberfläche. Das heißt, wenn ein poröser Körper hergestellt werden soll, der mit einem Ta-Körper vergleichbar ist, muß ein Pulver mit Korngrößen in der Größenordnung von einigen Mikrons als Ausgangsstoff vorhanden sein. Wird ein poröser Körper unter Verwendung eines solchen mikrofeinen Pulvers hergestellt, dann bilden sich größere Anteile an oxidierten Oberflächen, so daß eine wesentliche Verschlechterung der Kondensatoreigenschaften hingenommen werden muß. Ausreichende Kondensatoreigenschaften konnten'bisher nur erhalten werden, wenn der poröse Körper aus mikrofeinem Pulver hergestellt wird, das nur aus Ta besteht und zwar hauptsächlich aus dem folgenden Grunde: Abgesehen von der Tatsache, daß Ta von vornherein ein Metall ist, das einen niedrigen Anteil natürlicher Oxidation besitzt, wird die Sinterung von Ta-PuI-ver bei einer Temperatur durchgeführt, die oberhalb des Zersetzungspunktes der Ta-Oxide liegt. Demgegenüber ist bemerkenswert, daß die Oxide von Al und Ti stabiler sind als vom Ta und daß die Al- und Ti-Oxide durch Behandlungen bei hohen Temperaturen im Vakuum nicht zersetzt werden können.
Nachdem diesseits in der US-Patentanmeldung, Serial Nr. 82,217 vorgeschlagen worden ist, einen porösen Körper aus einer Ti-Al-Legierung
herzustellen, indem zuerst das Ti- und Al-Pulver gepreßt und der Preßling dann oberhalb 5000C aber unterhalb
der Schmelztemperatur von Aluminium einer Wärmebehandlung unterzogen wird, ist es bereits möglich, einen porösen Körper zu
erhalten, der eine größere spezifische Oberfläche besitzt als
die eingangs genannten porösen Körper aus einer Ti-Al-Legierung, so daß daher ein Kondensator mit einer vergleichsweise höheren Kapazitanz erhalten wird. Allerdings ist das Verfahren nach diesem Vorschlag nicht frei von dem Nachteil, daß das Ti- und Al-Pulver während seiner Herstellung unvermeidbar oberflächlich oxidiert.
die eingangs genannten porösen Körper aus einer Ti-Al-Legierung, so daß daher ein Kondensator mit einer vergleichsweise höheren Kapazitanz erhalten wird. Allerdings ist das Verfahren nach diesem Vorschlag nicht frei von dem Nachteil, daß das Ti- und Al-Pulver während seiner Herstellung unvermeidbar oberflächlich oxidiert.
Wie vorstehend beschrieben, sind die bekannten Verfahren zur Herstellung von porösen Körpern aus einer Ti-Al-Legierung ungeeignet
für ein Produkt, das eine große spezifische Oberfläche besitzt. Selbst wenn aber das Produkt eine genügend große
spezifische Oberfläche besäße, hätte es aufgrund der Oberflächenoxidation von Ti-Pulverteilchen unvermeidbar eine mangelhafte
Kondensatorkapazität, und vor allem die Streustromverluste und der dielektrische Verlustfaktor wären unbefriedigend.
Um die Oberflächenoxidation von mikrofeinem Pulver während des
Herstellungsprozesses der Pulver zu vermeiden, müßte eine sehr sorgfältige Behandlung des Ausgangsmaterials vorgenommen werden,
was jedoch zu erhöhten Produktionskosten führen würde.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung
eines porösen Körpers für einen Trockenelektrolytkondensator anzugeben, wobei der poröse Körper Kondensatoreigenschaften
aufweist, die mit einem herkömmlichen porösen Ta-Körper für solche Zwecke vergleichbar sind. Die Aufgabe umfaßt
dabei vor allem ein Verfahren zur Herstellung eines Trockenelektrolytkondensators
der aus einer Ti-Al-Legierung besteht.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß von einem
Gemisch aus Ti-Hydridpulver und Al-Pulver als Ausgangsmaterial
ausgegangen wird, daß das Gemisch in Formen gepreßt und die gepreßten Formen anschließend einer Wärmebehandlung unterzogen
werden.
Der Anmeldung liegt der Gedanke zugrunde, daß zur Herstellung eines porösen Körpers ein Ti-Hydrid verwendet wird, welches
das eine Ausgangspulver ist. Das Ti-Hydrid ist eine stabile Verbindung, und sogar wenn es in ein mikrofeines Pulver gemahlen
wird, wird die Verbindung nicht einer oberflächlichen Oxidation wie das Ti-Pulver unterworfen.
Der erfindungsgemäße poröse Al-Ti-Körper besitzt ausgezeichnete
elektrische Werte unri läßt sich leicht in eine Anodengestalt bringen, die eine hohe elektrische Kapazitanz pro VoIumeneinheit
besitzt.
Bevorzugte Ausführungen nach der Erfindung können den Merkmalen
der Unteransprüche und/oder der nachfolgenden Beschreibung entommen werden.
Hierzu gehört, daß das Titanhydrid aus TiHx besteht, wobei χ
durch die Beziehung 2 ä χ ;>0,5 bestimmt ist.
Erfindungsgemäß ist es vorteilhaft, wenn der Preßling bei 400 bis' 5000C dehydriert und anschließend bei einer Temperatur
über 5000C aber unterhalb der Schmelztemperatur von Aluminium
vorgesintert und anschließend bei einer Temperatur oberhalb der Schmelztemperatur von Aluminium fertiggesintert wird. Dabei
wird die Dehydrierung vorteilhafterweise 30 bis 60 Minuten lang vorgenommen.
Schließlich ist es vorteilhaft, wenn das erfindungsgemäße Pulvergemisch
aus Titanhydrid- und Aluminium-Pulver aus 55 bis 35 Atomprozent Titan und 45 bis 65 Atomprozent Aluminium besteht,
wobei der Gesamtbetrag von Titan und Aluminium in dem Gemisch jeweils 100 % beträgt.
Die Erfindung wird anschließend anhand von Beispielen mehr im einzelnen beschrieben.
Ti-Hydridpulver als Durchgang durch ein 100-Maschensieb und im
wesentlichen aus TiH2 bestehend sowie Al-Pulver mit einer
durchschnittlichen Korngröße von 5 /Mn,hergestellt durch ein
Zerstäubungsverfahren, wurden in eine Kugelmühle eingebracht, hergestellt aus Ti. Mahlen und Mischen des Ti-Hydridpulvers
und des Al-Pulvers wurden in einer Ar-Atmosphäre gleichzeitig bewirkt. Der Grad der Mahlung der Ti-Hydride wurde durch Einstellung
der Mahlzeit der Kugelmühle gesteuert. Anschließend wurde das Pulvergemisch aus Ti-Hydridpulver und Al-Pulver in
eine Form gepreßt und der Formling wurde in einen Vakuum-Ofen eingebracht und einer Wärmebehandlung unter folgenden Bedingungen
unterworfen:
Zuerst wurde eine Dehydrierung bei 400°C bis 5000C während etwa
30 Minuten durchgeführt. Anschließend wurde etwa 10 Minuten
lang die Temperatur auf einem Wert von etwa 500C unterhalb der
Schmelztemperatur von Al gehalten. Danach wurde die Temperatur
etwa auf 100O0C erhöht und etwa 1 Stunde lanq auf dieser Höhe
gehalten bis der Preßling auf Raumtemperatur abgekühlt wurde. Als Ergebnis der Gasaustreibunq bei 400 bis 5000C während 3O
Minuten wurde Wasserstoff bis auf einen Wert unter 100 ppm abgeführt. Wie vorstehend beschrieben, wurde der Preßlinq anschließend
etwa 10 Minuten bei einer Temperatur unterhalb der Schmelztemperatur von Aluminium gehalten. Wäre die Temperatur
drastisch über, den Schmelzpunkt von Aluminium erhöht worden, wäre das Aluminium geschmolzen bevor es sich in einem sinterungsprozeß
mit dem Ti verbunden hätte. Dabei wäre der Preßling aufgeweitet worden, die spezifische Oberfläche wäre dadurch
reduziert worden und der poröse Körper hätte ein ungleichförmiges Gefüqe angenommen.
Die Erhöhung von oberflächlichen Oxiden an dem Pulverg-emisch
wurde vor oder nach der Behandlung in der Kugelmühle nicht beobachtet. Der Ti-Al-poröse Körper nach der Erfindung wurde bei
60 V in einer flüssigen Lösung von Ammoniumkarbonat anodisch oxidiert. Die.Kondensatorwerte, wie die Kapazitanz, der Streustrom
(bei 12 V) und der dielektrische Verlustwert wurden an dem anodisch oxidierten Ti-Al-porösen Körper gemessen. Zur
gleichen Zeit wurde eine Mangandioxidkathode angebracht und der Streustrom (bei 12 V) sowie der dielektrische Verlustwert
wurden jeweils im festen Zustand gemessen. Die Meßergebnisse sind in der nachfolgenden Tabelle zusammengetragen. Ver-
ele
gleichsbeispi/in der Tabelle betreffen poröse Körper, die unter Verwendung eines Ti-Pulvers von durchschnittlich 3 jum Korngrößen anstelle von Ti-Hydrid hergestellt wurden. Dabei waren die Herstellungsbedinqungen, einschließlich dem Mischen und der Wärmebehandlung usw., die gleichen, wie bei den Ti-Hydriden.
gleichsbeispi/in der Tabelle betreffen poröse Körper, die unter Verwendung eines Ti-Pulvers von durchschnittlich 3 jum Korngrößen anstelle von Ti-Hydrid hergestellt wurden. Dabei waren die Herstellungsbedinqungen, einschließlich dem Mischen und der Wärmebehandlung usw., die gleichen, wie bei den Ti-Hydriden.
In den Beispielen der vorliegenden Erfindung wurde beim Mahlen
der Ti-Hydride zusammen mit dem Mischvorgang in der Kugelmühle eine durchschnittliche Ti-Hydrid-Korngröße von 10^m bei einer
Mahlzeit von 1/2 Stunde, 4 jjm bei einer Mahlzeit von 1 Stunde
und 2 LLm bei einer Mahlzeit von 4 Stunden erhalten. Andererseits
wurde bei den Vergleichsbeispielen bei einer Verwendunq von Ti eine Zerkleinerung von Ti kaum bewirkt, und die durchschnittliche
Korngröße von Ti blieb bei etwa 3 am.
| Gfcuppen | Gemisch Zu- | Mahlzeit des | Nach der | CV/υοΙ. | Ebrmng | tan Of | Nach der Kathodenan- | LC | tan Sf |
| Nr. | sammenset- | PulvergemL- | juP.V/αη3) | (%) | bringunq | (nft/CW) | (%) | ||
| zung (Atcnft | sches in einer | IC | |||||||
| von Al zu TL | Kugelmühle | 2,8 - 2,6 χ 1θ4 | (nA/CVW) | 2,4 - 1,9 | 1300 - 85 | 6,5 - 4,7 | |||
| Beispiel« | 2,6 - 2,3 χ 104 | 1,9- 1,3 | 85 - 7,3 | 4,7 - 2,2 | |||||
| 1 | 25 - 35 | 1/2 H | 2,3 - 2,2 χ 104 | 10,7 - 3,4 | 1,3- 1,2 | 7,3 - 6,5 | 2,2 - 2,2 | ||
| 2 | 35 - 45 | η | 2*2 - 2,0 χ 104 | 3,4 - 0,94 | 1,2 - 1,4 | 6,5 - 11 | 2,2 - 2,4 | ||
| ' 3 | 45-55 | η | 2,0 - 1,8 χ 1θ4 | 0,94 - 0,87 | 1,4 - 1,6 | 11-31 | 2,4-3,0 | ||
| 4 | 55 -.65 | η | 1,8 - 1,4 χ 104 | 0,87 - 1,3 | 1,6 - 1,8 | 31 - 50 | 3,0 - 3,5 | ||
| 5 | 65 - 75 | H | 7,4 - 7,2 χ 104 | 1,3 - 2,1 | 2,4 - 1,8 | 2900 - 36 | 6,6 - 4,3 | ||
| 6 | 75-80 | η | 7,2 - 6,8 χ 104 | 2,1 - 2,5 | 1,8-1,2 | 36 - 5,9 | 4,3 - 2,4 | ||
| 7 | 25-35 | 1 H | 6,8 - 6,4 χ 104 | 12,5 - 3,9 | 1,2 - 1,3 | 5,9 - 6,2 | 2,4 - 2,5 | ||
| 8 | 35 - 45 | M | 6,4 - 6,1 χ ΙΟ4 | 3,9 - 0,96 | 1,3 - 1,3 | 6,2 - 18 | 2,5 - 2,4 | ||
| 9 | 45 - 55 | H | 6,1 - 5,7 χ 104 | 0,96 - 0,84 | 1,3-1,7 | 18-29 | 2,4 - 3,3 | ||
| 10 | 55 - 65 | Il | 5,7 - 5,0 χ 104 | 0,84 - 1,2 | 1,7- 1,9 | 29-45 | 3,3 - 3,9 | ||
| 11 | 65-75 | η | 18 - 16 χ 1θ4 | 1,2-2,3 | 2,6 - 2,0 | 2700 - 56 | 7,0 - 5,1 | ||
| 12 | 75-80 | η | 16 - 15 χ 104 | 2,3 - 2,7 | 2,0 - 1,4 | 56 - 6,1 | 5,1 - 2,5 | ||
| 13 | 25-35 | 4 H | 15 - 15 χ 104 | 10,4 - 4,0 | 1,4 - 1,2 | 6,1 - 4,0 | 2,5 - 2,4 | ||
| 14 | 35 - 45 | η | 15 - 14 χ ΙΟ4 | 4,0 - 0,97 | 1,2 - 1,4 | 4,0 -10,0 | 2,4 - 2,5 | ||
| 15 | 45 - 55 | ■ι | 14 - 13 χ 104 | 0,97 - 0,85 | 1,4- 1,7 | 10,0 - 42 | 2,5 - 3,2 | ||
| 16 | 55-65 | Il | 13 - 9 χ 104 | 0,85 - 1,3 . | 1,7- 1,9 | 42-60 | 3,2 - 3,7 | ||
| 17 | 65-75 | H | 1,3-2,4 | ||||||
| 18 | 75-80 | η | 2,4 - 3,0 | ||||||
| Gruppen | Gemisch Zu- | (Atcnft | Mahlzeit des | Nach der | CV/vol. | RDmurw | 57 | tan | <ff | Nach der Kathödenan- | IC | xinqung | tancTf | 8, |
| Nr. | sannenset- | y. zu Ti | Pulvergemi | iaF.V/cm3) | 11 | (! | S) | \ | <%) | 4, | ||||
| zunq | iisversuche | sches in einer | IC | 15 | (nfi/CVW) | 4, | ||||||||
| VCCI i | 25 ■ | Kugelmühle | 9,0· | 29 | 2,9 | -2,4 | 10,3 - | 4, | ||||||
| \ferqlei( | 35 - | 8,5- | 33 | 2,4 | - 1/9 | 3500 - | 8,0 - | 6, | ||||||
| a | 45 - | 1/2 H | 8,0 ■ | (nfi/CW) | 39 | 1/9 | - 1/9 | 3100- | 4,2- | 7, | ||||
| b | 55 - | Il | 7,6 ■ | 60 | 1/9 | - 1/8 | 120 - | 4,3 - | 9, | |||||
| C | 65 - | Il | 7,2- | 140 - | 21 | 1,8 | -2,3 | 110 - | 4,3 - | 6, | ||||
| d | 75 - | Il | 6,5- | 57 - | 18 | 2,3 | -2,5 | 190 - | 6,0 - | 4, | ||||
| e | 25 - | Il | 9,5- | 11 - | 27 | 2,9 | -2,7 | 480 - | 11,5- | 5/ | ||||
| f | 35 - | Il | 9,0- | 15 - | 30 | 2,7 | -2,0 | 3400 - | 9,2- | 5, | ||||
| g | 45 - | 4 H | 8,5- | 29 - | 35 | 2,0 | -2,0 | 3200 - | 6,0 - | 6, | ||||
| h | 55 - | Il | 8,2- | 33 - | 2,0 | -2,0 | 210 - | 4,2- | ||||||
| i | 65 - | Il | 7,5 - | 180 - | 2,0 | -2,4 | 150 - | 5,3 - | ||||||
| j | 75 - | Il | 6,7- | 60 - | 2/4 | -2,7 | 300 - | 5,9- | ||||||
| k | -35 | Il | 21 - | 420 - | ||||||||||
| 1 | -45 | ■1 | - 8,5 χ 104 | 18 - | ||||||||||
| - 55 | - 8,0 χ 104 | 27 - | - 3100 | |||||||||||
| - 65 | - 7,6 χ 104 | 30 - | 120 | |||||||||||
| - 75 | - 7,2 χ 104 | - 110 | ||||||||||||
| -80 | - 6,5 χ 104 | - 190 | ||||||||||||
| - 35 | - 6,0 χ 104 | - 480 | ||||||||||||
| - 45 | - 9,0 χ 104 | - 630 | ||||||||||||
| - 55 | - 8,5 χ 104 | - 3200 | ||||||||||||
| - 65 | - 8,2 χ 104 | - 210 | ||||||||||||
| - 75 | - 7,5 χ 104 | - 150 | ||||||||||||
| -85 | - 6,7 χ 104 | ■ 300 | ||||||||||||
| - 6,1 χ 104 | - 420 | |||||||||||||
| ■ 700 |
Wie es aus der vorstehenden Tabelle offensichtlich ist, wurde die Kapazitanz pro Volumeneinheit extrem groß, wenn Ti-Hydride
verwendet wurden. Vor allem wenn die Mahlzeit in der Kugelmühle extrem verlängert wurde, wurden Werte erhalten, die zwischen
100.0OQ AtFV/cm3 bis zu 150.000 yttFV/cm3 laqen, das ist
wenigstens der zweifache Wert, der bei den derzeit erhältlichen Ta-Kondensatoren erhalten wird. Diese hohen Werte ließen
sich mit hoher Genauigkeit reproduzieren, wobei ausgezeichnete LC und tan<T erzielt wurden. In den Vergleichsbeispielen waren
die Verschlechterungen beim Anbringen der Kathode sowohl hinsichtlich des LC-als auch hinsichtlich des tan<f-Wertes bemerkenswert.
Diese beachtlichen Unterschiede zwischen den Beispielen gemäß der Erfindung und den Vergleichsbeispielen resultieren
daher, daß der Ti-Al-poröse Körper nach der Erfindung, der von Ti-Hydriden ausgeht, eine leichte Volumenverringerung
aufzeigte, wohingegen der Ti-Al-poröse Körper, der von Ti ausgeht, eine leichte Volumenzunähme zeigte.
Der poröse Körper in den Beispielen nach der Erfindung besitzt daher eine bessere mechanische Festigkeit.
Wie vorstehend beschrieben, besitzt der poröse Körper nach der Erfindung, der durch Mischen von Ti-Hydridpulver und Al-Pulver
mit anschließendem Press- und Wärmebehandlungsvorgang hergestellt wird, ausgezeichnete Werte als Trockenelektrolytkondensator,
die bisher nicht erreicht wurden.
Zusammengefaßt liegt der Erfindung der. Gedanke zugrunde, daß
ein poröser Körper für.eine Anode, die eine ausgezeichnete Kapazitanz
und weitere gute elektrische Eigenschaften aufweist, nicht unter Verwendung eines mikro-feinen Ti-Pulvers hergestellt
werden kann, sondern daß vielmehr ein mikrofeines Ti-Hydridpulver mit einem mikrofeinem Al-Pulver gemischt werden
muß, das Gemisch gepreßt und der erhaltene Preßling dann einer bestimmten Wärmebehandlung im Vakuum unterzogen werden muß,
wobei eine Dehydrierung eingeschlossen ist.
Bei den erfindungsgemäßen Beispielen wird ein Ti-Hydrid verwendet,
das im wesentlichen aus T1H2 besteht. Es wurde bestätiat,
daß wenn ein Ti-Hydrid verwendet wird,- z.B. TiHx (wobei
2 2= χ ^o,5 ist), das nach der Absorption von Wasserstoff derart
brüchiq wird, daß es zum Aufmahlen qut geeignet ist -, werden im wesentlichen vergleichbare Ergebnisse erzielt. Das
Ti-Hydridpulver und das Al-Pulver können qemäß einem erfindungsgemäßen
Ausführunqsbeispiel unter Verwendung einer Kugelmühle gemahlen werden, wobei gleichzeitig die Ti-Hydride gemahlen
und mit dem Al-Pulver vermischt werden. Alternativ ist es möglich, zunächst das Ti-Hydridpulver aufzumehlen und dann
mit Al-Pulver zu mischen. Kurz gesagt, es ist wesentlich, daß die Ti-Hydride eine vorbestimmte durchschnittliche Korngröße
besitzen und mit Al-Pulver intensiv gemischt wird.
Hinsichtlich der Mischung von Ti-Hydrid und Al-Pulver hat sich
gezeigt, daß ein poröser Körper ausgezeichnete elektrische Eigenschaften, vor allem im Hinblick auf Streustrom und elektrischen
Verlust, aufweist, wenn das Mischungsverhältnis 45 zu
65 % in Atomprozentwerten von Al zu Ti aufweist.
65 % in Atomprozentwerten von Al zu Ti aufweist.
Wie vorstehend beschrieben, ist erfindungsgemäß ein Verfahren
zur Herstellung eines porösen Körpers für einen ökonomischen Trockenelektrolytkondensator aufgezeigt, wobei das teure Metall
Ta ersetzt ist und Kapazitanzwerte pro Einheitsvolumen erhältlich sind, die die vergleichbaren Werte von Ta-porösen
Körpern noch übersteigen.
Claims (4)
- Nippon Electric Company, Ltd.
Tokio, JapanAnsprüche:Verfahren zur Herstellung eines porösen Körpers für einen Trockenelektrolytkondensator, dadurch gekennzeichnet, daß ein pulverförmiges Titanhydrid und ein pulverförmiges Aluminium gemischt, das Gemisch in eine Form gepreßt und der Preßling einer Wärmebehandlung unterzogen wird. - 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Titanhydrid aus TiHx besteht, wobei χ durch die Beziehung2 SS χ >o,5 bestimmt ist.
- 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Preßling jeweils eine vorbestimmte Zeit lang bei 400 bis 5000C dehydriert und anschließend bei einer Temperatur über 500°C aber unterhalb der Schmelztemperatur von Aluminium vorgesintert und anschließend bei einer Temperatur oberhalb der Schmelztemperatur von Aluminium fertiggesintert wird.
- 4. Verfahren nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gemisch aus Titanhydrid- und Aluminium-Pulver aus 55 bis 35 Atomprozent Titan und 45 bis 65 Atomprozent Aluminium besteht, wobei der Gesamtbetrag von Titan und Aluminium in dem Gemisch jeweils 100 % beträgt.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55043326A JPS6044822B2 (ja) | 1980-04-02 | 1980-04-02 | 固体電解コンデンサ用多孔質体の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE3113378A1 true DE3113378A1 (de) | 1982-04-22 |
Family
ID=12660689
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19813113378 Ceased DE3113378A1 (de) | 1980-04-02 | 1981-04-02 | Verfahren zur herstellung eines poroesen koerpers fuer einen trockenelektrolytkondensator |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4432935A (de) |
| JP (1) | JPS6044822B2 (de) |
| DE (1) | DE3113378A1 (de) |
| GB (1) | GB2076859B (de) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3226365A1 (de) * | 1982-07-14 | 1984-01-19 | Institut fiziki tverdogo tela Akademii Nauk SSSR, Černogolovka, Moskovskaja oblast' | Verfahren zur herstellung einer poroesitaet in teilen bzw. werkstuecken aus einem metall bzw. einer legierung |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS592316A (ja) * | 1982-06-28 | 1984-01-07 | 日本電気株式会社 | 電解コンデンサ用多孔質体の製造方法 |
| CA1208942A (en) * | 1983-03-16 | 1986-08-05 | John Ambrose | Manufacturing of titanium anode substrates |
| US4560621A (en) * | 1984-03-13 | 1985-12-24 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Porous metallic bodies |
| JPS60246618A (ja) * | 1984-05-22 | 1985-12-06 | 日本電気株式会社 | 電解コンデンサの製造方法 |
| JPH054415Y2 (de) * | 1987-07-23 | 1993-02-03 | ||
| US5236032A (en) * | 1989-07-10 | 1993-08-17 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Method of manufacture of metal composite material including intermetallic compounds with no micropores |
| US5211832A (en) * | 1992-04-22 | 1993-05-18 | The Alta Group | Process for producing electrically impervious anodized films on valve metals and product thereof |
| US6399976B1 (en) * | 1995-06-06 | 2002-06-04 | International Business Machines Corporation | Shrink-wrap collar for DRAM deep trenches |
| IT1399822B1 (it) * | 2010-03-23 | 2013-05-03 | Matteazzi | Metodo per ottenere sistemi porosi |
| CN107760897A (zh) * | 2017-10-30 | 2018-03-06 | 东北大学 | 以氢化海绵钛为原材料制造钛与钛合金及其零部件的方法 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1101619B (de) * | 1957-03-30 | 1961-03-09 | Philips Nv | Verfahren zum Herstellen einer Elektrode mit grosser Oberflaeche fuer einen Elektrolytkondensator |
| DE1209659B (de) * | 1964-10-01 | 1966-01-27 | Horst Rochow Dipl Phys | Verfahren zur Herstellung einer Sinteranode fuer einen Kondensator mit festem Elektrolyten |
| DE1216434B (de) * | 1963-12-26 | 1966-05-12 | Union Carbide Corp | Verfahren zum Herstellen eines Elektrolyt-Kondensators mit festem Elektrolyten |
| DE2131160A1 (de) * | 1970-07-23 | 1972-02-24 | Chlopin Michail Iwanowitsch | Elektrolytkondensator |
| GB1381352A (en) * | 1971-01-11 | 1975-01-22 | Inoue Japax Res | Porous metallic body |
| DE2636279B1 (de) * | 1976-08-12 | 1978-06-08 | Standard Elek K Lorenz Ag | Verfahren zur Herstellung von poroesen Anodenkoerpern |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1955396B2 (de) * | 1968-11-05 | 1971-09-30 | Elektrolytkondensator und verfahren zu seiner herstellung | |
| JPS5427811B2 (de) * | 1973-02-07 | 1979-09-12 | ||
| JPS5110165A (de) * | 1974-07-17 | 1976-01-27 | Sumitomo Electric Industries | |
| JPS6024931B2 (ja) * | 1977-06-03 | 1985-06-15 | コニカ株式会社 | ハロゲン化銀写真感光材料 |
| US4219357A (en) * | 1978-03-30 | 1980-08-26 | Crucible Inc. | Method for producing powder metallurgy articles |
| JPS5811497B2 (ja) * | 1978-10-04 | 1983-03-03 | 日本電気株式会社 | Ｔｉ↓−Ａｌ多孔質合金及びその製造方法 |
-
1980
- 1980-04-02 JP JP55043326A patent/JPS6044822B2/ja not_active Expired
-
1981
- 1981-03-31 US US06/249,346 patent/US4432935A/en not_active Expired - Lifetime
- 1981-04-01 GB GB8110250A patent/GB2076859B/en not_active Expired
- 1981-04-02 DE DE19813113378 patent/DE3113378A1/de not_active Ceased
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1101619B (de) * | 1957-03-30 | 1961-03-09 | Philips Nv | Verfahren zum Herstellen einer Elektrode mit grosser Oberflaeche fuer einen Elektrolytkondensator |
| DE1216434B (de) * | 1963-12-26 | 1966-05-12 | Union Carbide Corp | Verfahren zum Herstellen eines Elektrolyt-Kondensators mit festem Elektrolyten |
| DE1209659B (de) * | 1964-10-01 | 1966-01-27 | Horst Rochow Dipl Phys | Verfahren zur Herstellung einer Sinteranode fuer einen Kondensator mit festem Elektrolyten |
| DE2131160A1 (de) * | 1970-07-23 | 1972-02-24 | Chlopin Michail Iwanowitsch | Elektrolytkondensator |
| FR2099296A5 (de) * | 1970-07-23 | 1972-03-10 | Vavilov Vladimir | |
| GB1381352A (en) * | 1971-01-11 | 1975-01-22 | Inoue Japax Res | Porous metallic body |
| DE2636279B1 (de) * | 1976-08-12 | 1978-06-08 | Standard Elek K Lorenz Ag | Verfahren zur Herstellung von poroesen Anodenkoerpern |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Römpp "Chemie Lexikon", 6. Aufl., (1966), B. IV (S-Z), Franckh'sche Verlagshandlung Stuttgart, Spalte 6551, Stichwort "Titanhydrid" * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3226365A1 (de) * | 1982-07-14 | 1984-01-19 | Institut fiziki tverdogo tela Akademii Nauk SSSR, Černogolovka, Moskovskaja oblast' | Verfahren zur herstellung einer poroesitaet in teilen bzw. werkstuecken aus einem metall bzw. einer legierung |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US4432935A (en) | 1984-02-21 |
| JPS6044822B2 (ja) | 1985-10-05 |
| GB2076859A (en) | 1981-12-09 |
| JPS56140621A (en) | 1981-11-04 |
| GB2076859B (en) | 1984-07-11 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE2940290C2 (de) | ||
| DE2737080C2 (de) | Verfahren zur Herstellung von monolithischen keramischen Kondensatoren | |
| DE60114415T3 (de) | Niob- und tantal-pulver und verfahren zu deren herstellung | |
| EP0297315B1 (de) | Verfahren zur Herstellung eines Verbundes aus einer Cermet-Schicht und einer porösen Metallschicht auf einer oder beiden Seiten der Cermet-Schicht als Diaphragma mit Elektrode(n) | |
| DE1805372A1 (de) | Tantalpulver fuer gesinterte Kondensatoren | |
| DE3130392A1 (de) | Herstellung hochkapazitiver agglomerierter ventilmetallpulver und ventilmetallelektroden zur herstellungvon elektrolytkondensatoren | |
| DE2649704A1 (de) | Kupfer-kohlenstoffaser-verbundmaterialien und verfahren zu ihrer herstellung | |
| DE3113378A1 (de) | Verfahren zur herstellung eines poroesen koerpers fuer einen trockenelektrolytkondensator | |
| DE8202943U1 (de) | Filterkoerper | |
| DE2846888A1 (de) | Keramikkondensator mit heterogener phase und verfahren zu seiner herstellung | |
| DE1955396A1 (de) | Elektrolytkondensator und Verfahren zu seiner Herstellung | |
| EP1505611B9 (de) | Verfahren zur Herstellung von Kondensatoren | |
| EP1316095B1 (de) | Verfahren zur herstellung einer elektrode für kondensatoren und zur herstellung eines kondensators | |
| DE2549298C2 (de) | Verfahren zur Herstellung einer gesinterten Silber-Cadmiumoxyd-Legierung | |
| DE60122205T2 (de) | Kondensatorpulver, sinterkörper und kondensator mit diesem sinterkörper | |
| DE10044451C1 (de) | Elektrode und Kondensator mit der Elektrode | |
| DE2841539C2 (de) | Kathodenfolie für Elektrolytkondensatoren aus mit Kupfer legiertem Aluminium und ihre Verwendung | |
| DE3542157C2 (de) | ||
| DE2705384C3 (de) | Dauermagnet-Legierung und Verfahren zur Wärmebehandlung gesinterter Dauermagnete | |
| DE2013038A1 (de) | Verfahren zur Herstellung von Kupfer oder Silber enthaltenden Wolfram- und/oder Molybdän-Pulverzusammensetzungen | |
| DE102004041560A1 (de) | Ventilmetallpulver und fester Elektrolytkondensator dasselbe verwendend | |
| DE2461741A1 (de) | Verfahren zur herstellung eines gesinterten keramikproduktes | |
| DE60200518T2 (de) | Niobpulver und Anode für daraus hergestellte Festelektrolytkondensatoren | |
| DE2843458C3 (de) | Selbsttragende Kupfer-(I)-chlorid-Elektrode für galvanische Elememente und Verfahren zu ihrer Herstellung | |
| DE2411324A1 (de) | Verfahren zum herstellen von dispersionsverfestigtem knetnickel |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 8101 | Request for examination as to novelty | ||
| 8105 | Search report available | ||
| 8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
| 8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: NEC CORP., TOKIO/TOKYO, JP |
|
| 8131 | Rejection | ||
| 8180 | Miscellaneous part 1 |
Free format text: IN HEFT 48/85, SEITE 10331, SP. 3: DIE VEROEFFENTLICHUNG IST ZU STREICHEN. |
|
| 8131 | Rejection |