NO145417B

NO145417B - ELECTRIC WIRE AND MEANS OF MANUFACTURING THIS

Info

Publication number: NO145417B
Application number: NO752043A
Authority: NO
Inventors: Eric Langley Bush; Denis William John Hazelden
Original assignee: Int Standard Electric Corp
Priority date: 1974-06-20
Filing date: 1975-06-10
Publication date: 1981-12-07
Also published as: IE43055B1; HK8381A; DK274175A; JPS5842614B2; NO752043L; ES438755A1; JPS5132948A; SE421734B; IE43055L; CA1056922A; SE7506775L; NO145417C; GB1507667A; DE2524868B2; DE2524868A1

Description

Foreliggende oppfinnelse angår elektrolytt-kondensatorer The present invention relates to electrolytic capacitors

og særlig elektroder av ventilmeta.il for slike kondensatorer. and in particular electrodes of valve metal for such capacitors.

Ved fremstilling av tantal-anoder for kondensatorer fra pulverisert tantal, benyttes en del av metallet bare til kontaktformål, og deltar ikke aktivt i den kapasitetsdannende mekanisme. Tantal og andre ventilmetaller, slik som niob og legeringer av disse, slik som for eksempel en niob/tantal legering, er kost-bare, og et formål med foreliggende oppfinnelse er å erstatte den del av ventilmetallet som ikke tjener til kontaktformål med et mindre kostbart materiale. When manufacturing tantalum anodes for capacitors from powdered tantalum, part of the metal is used only for contact purposes, and does not actively participate in the capacity-forming mechanism. Tantalum and other valve metals, such as niobium and alloys thereof, such as, for example, a niobium/tantalum alloy, are expensive, and an aim of the present invention is to replace the part of the valve metal that does not serve for contact purposes with a less expensive material.

Foreliggende oppfinnelse angår en elektrode for en elektrolytt-kondensator samt et middel for fremstilling av en slik elektrode. The present invention relates to an electrode for an electrolytic capacitor and a means for producing such an electrode.

Det er tidligere kjent flere typer av sintrede pulver-elektroder for kondensatorer. Mange av disse gjør bruk av tantal i pulveret. Several types of sintered powder electrodes for capacitors have previously been known. Many of these make use of tantalum in the powder.

Særlig skal nevnes US pat. nr. 3.684.929. Her foreslås å Particular mention should be made of US pat. No. 3,684,929. Here it is suggested to

lage et metallbelegg på pulverpartikler. Partiklene er svært små, og belegget er faktisk så tynt at det blir usammenhengende. Derved oppstår muligheten av å vaske ut eller lute ut det indre kjernematerialet i hver partikkel. create a metal coating on powder particles. The particles are very small, and the coating is actually so thin that it becomes disjointed. This creates the possibility of washing out or leaching out the inner core material in each particle.

I dette patentet er en del av detaljene fra foreliggende oppfinnelse tidligere kjent, så som partikkelstørrelse, tykkelse av ventilmetallbelegget o.l. Imidlertid angår dette US patent som nevnt en helt annen konstruksjon, hvor målet er hule mikro-sfærer av ventilmetall hvor både innsiden og utsiden kan benyttes, hvorved aktiv overflate nesten fordobles. In this patent, some of the details from the present invention are previously known, such as particle size, thickness of the valve metal coating, etc. However, as mentioned, this US patent relates to a completely different construction, where the target is hollow micro-spheres of valve metal where both the inside and the outside can be used, whereby the active surface is almost doubled.

Selv om enkelte av detaljene ved foreliggende oppfinnelse i Although some of the details of the present invention i

og for seg er tidligere kjent fra dette US patentet, så er dermed hovedtrekkene ulike. Så vidt det vites er heller aldri kondensatorer fremstilt i henhold til det nevnte US patent, noe som sikkert skyldes vansker med realiseringen av de tynne, usammenhengende skallene som likevel skal være bærende elementer. and is previously known from this US patent, so the main features are thus different. As far as is known, capacitors have never been produced in accordance with the aforementioned US patent, which is probably due to difficulties with the realization of the thin, disjointed shells which are nevertheless supposed to be load-bearing elements.

Videre er det kjent en rekke løsninger som baserer seg på sintrede kondensatorlegemer hvor det inngår ventilmetall. Furthermore, a number of solutions are known which are based on sintered capacitor bodies where valve metal is included.

I denne forbindelse kan følgende referanser nevnes: In this connection, the following references can be mentioned:

BRD DOS nr. 1.105.991 som angår metalliske kjerner dekket BRD DOS No. 1,105,991 relating to metallic cores covered

med ventilmetall. with valve metal.

BRD DAS nr. 1.037.14 9 som bruker uregelmessige partikler av rent tantal. BRD DAS No. 1.037.14 9 which uses irregular particles of pure tantalum.

US pat. nr. 3.248.612 som angår keramiske kjernepartikler med et tynt belegg av tantal, og US Pat. No. 3,248,612 relating to ceramic core particles with a thin coating of tantalum, and

britisk patent nr. 1.238.378 hvor det er nevnt alumina som keramisk materiale. British patent no. 1,238,378 where alumina is mentioned as a ceramic material.

Til tross for de mange forslag som tidligere har vært frem-satt på dette felt, har man ikke tidligere vært oppmerksom på at parametrene: partikkelstørrelse, beleggtykkelse før og etter anodisering, samt partikkelform har vært så viktige for kondensatorens økonomi, effektivitet og virkemåte. Ifølge foreliggende oppfinnelse er det ikke bare funnet at det er mulig å benytte tynnere belegg av ventilmetall enn hva som tidligere har vært vanlig, men derved har man også kommet frem til en plassbespa-rende, selv-legende kondensator til rimelig pris og med gode egenskaper. Således er den f.eks. ikke så brennbar som konvensjonelle kondensatorer basert på ventilmetall. Despite the many proposals that have previously been put forward in this field, it has not previously been noticed that the parameters: particle size, coating thickness before and after anodizing, as well as particle shape have been so important for the capacitor's economy, efficiency and operation. According to the present invention, it has not only been found that it is possible to use thinner coatings of valve metal than has previously been common, but in doing so a space-saving, self-laying capacitor has also been arrived at at a reasonable price and with good properties . Thus, it is e.g. not as flammable as conventional capacitors based on valve metal.

Foreliggende oppfinnelse angår et teknisk felt som er svært godt utforsket. Derfor er bare små forbedringer mulig, men slike små forbedringer er likevel svært betydningsfulle for masse-produserte artikler med svært stort markedspotensial. The present invention relates to a technical field which has been very well explored. Therefore, only small improvements are possible, but such small improvements are nevertheless very significant for mass-produced articles with very large market potential.

Ved å fremstille en elektrode i overensstemmelse med de nedenstående krav 1 eller 2 ved å benytte et pulver i henhold til nedenstående krav 3 til fremstilling av en slik elektrode, oppnås at man unngår ulempene ved tidligere fremstilte kondensatorer samtidig som man får en kondensator med alle de nevnte tekniske og bruksmessige fordeler. By producing an electrode in accordance with the following claims 1 or 2 by using a powder in accordance with the following claim 3 for the production of such an electrode, it is achieved that one avoids the disadvantages of previously produced capacitors while at the same time obtaining a capacitor with all the mentioned technical and practical advantages.

Fremgangsmåten for å dekke partikkelkjernene med ventilmetall, kan varieres, idet enhver konvensjonell belegningsmåte kan benyttes. For tantal kan for eksempel benyttes en dampfase-reduksjon i hydrogenatmosfære av tantalpentaklorid, mens partiklene som skal belegges befinner seg på en fuktet overflate. The method of covering the particle cores with valve metal can be varied, as any conventional coating method can be used. For tantalum, for example, a vapor-phase reduction in a hydrogen atmosphere of tantalum pentachloride can be used, while the particles to be coated are located on a moistened surface.

Partikkelkjernene kan med fordel være av keramisk materiale, som for eksempel aluminiumoksyd, som er ikke-brennbart og ikke-ledende. Som forklart nedenfor er partikkelstørrelsen typisk innen området fra 30-2,5 pm. The particle cores can advantageously be made of ceramic material, such as aluminum oxide, which is non-combustible and non-conductive. As explained below, the particle size is typically in the range of 30-2.5 pm.

Da tykkelsen på ventilmetallet som er igjen på partikkelkjernene etter anodiseringen, er begrenset til det som er nød-vendig for å opprettholde anodekontakt, gir en oppbygging i henhold til foreliggende oppfinnelse mulighet for å fremstille kondensatorer med selvlegende nedbrytningskarakteristikker. Som en følge av nydannelsesprosessen, vil det tynne laget av ventilmetall omformes til oksyd og derved effektivt isolere gjennom-slagsområdet. Dersom denne prosessen kan finne sted før oksydet rekrystalliseres, vil tendensen til utbredelse av gjennomslags-området videre gjennom kondensatoren, reduseres betraktelig. Since the thickness of the valve metal remaining on the particle cores after the anodization is limited to what is necessary to maintain anode contact, a structure according to the present invention enables the production of capacitors with self-healing breakdown characteristics. As a result of the new formation process, the thin layer of valve metal will be transformed into oxide and thereby effectively isolate the penetration area. If this process can take place before the oxide is recrystallized, the tendency for the breakdown area to spread further through the capacitor will be reduced considerably.

En ytterligere fordel som oppnås ved å benytte tantal på den måten som angitt i foreliggende oppfinnelse, er at det lave tantalinnholdet vil medføre at kondensatoren blir betydelig mindre brennbar enn konvensjonelle kondensatorer. Spesielle flammehindrende innkapslinger er derfor ikke så viktig, bortsett fra behovet for å hindre at kapselen i seg selv brenner. A further advantage achieved by using tantalum in the manner indicated in the present invention is that the low tantalum content will mean that the capacitor becomes significantly less flammable than conventional capacitors. Special flame-retardant enclosures are therefore not that important, apart from the need to prevent the capsule itself from burning.

De viktigste trinn i produksjonsprosessen for fremstilling av en kondensatoranode, omfatter å tilveiebringe partikler av et egnet materiale, som deretter belegges med ventilmetall, idet partiklenes størrelse avpasses etter størrelsen på anoden, og ventilmetallets tykkelse avpasses etter den ønskede anodiseringsspenning, hvorpå de frembragte, belagte partikler sammenpresses og sintres til det dannes et sammenpresset porøst legeme, som deretter anodiseres i overensstemmelse med den ønskede maksimale driftsspenning til kondensatoren, dvs. den nominelle spenning til kondensatoren. The most important steps in the production process for the production of a capacitor anode include providing particles of a suitable material, which are then coated with valve metal, the size of the particles being adapted to the size of the anode, and the thickness of the valve metal being adapted to the desired anodizing voltage, after which the produced, coated particles is compressed and sintered until a compressed porous body is formed, which is then anodized in accordance with the desired maximum operating voltage of the capacitor, i.e. the nominal voltage of the capacitor.

De ytterligere trekk for fremstilling av en elektrolytt-kondensator fra dette anodelegeme, for eksempel tilveiebringelse av en elektrolytt i flytende eller fast form, tilkopling av til-førselsledninger, utformingen av kapselen osv, blir utført på kjent måte. The further features for producing an electrolytic capacitor from this anode body, for example providing an electrolyte in liquid or solid form, connecting supply lines, designing the capsule, etc., are carried out in a known manner.

For å gi en klarere forståelse av foreliggende oppfinnelse, vises til nedenstående detaljerte beskrivelse av et utførelses-eksempel, samt til de ledsagende tegninger, hvor In order to provide a clearer understanding of the present invention, reference is made to the following detailed description of an embodiment example, as well as to the accompanying drawings, where

fig. 1 viser en del av en tantalbelagt kjerne, eller bærelag, fig. 1 shows part of a tantalum-coated core, or support layer,

fig. 2 er en grafisk fremstilling som viser anodens volum som funksjon av partikkelstørrelsen, fig. 2 is a graphical representation showing the volume of the anode as a function of the particle size,

fig. 3 er et diagram som viser CV (kapasitet x volt) produktet/gram tantal i forhold til tantalbeleggets tykkelse, og fig. 3 is a diagram showing the CV (capacity x volts) product/gram of tantalum in relation to the thickness of the tantalum coating, and

fig. 4 er et tverrsnitt gjennom en elektrolytt-kondensator i henhold til foreliggende oppfinnelse. fig. 4 is a cross-section through an electrolytic capacitor according to the present invention.

Kjernepartiklene er ikke sfæriske i form, men irregulære. Dette fører til at man får fordelen av en større overflate enn med sfæriske partikler. Selv om kjernepartiklene velges ved å filtreres gjennom en gitt maskestørrelse, mens formen er uregelmessig, vil i den nedenstående beskrivelse dimensjonene bli angitt ved en radius eller diameterangivelse for å antyde størrel-sen. The core particles are not spherical in shape, but irregular. This leads to the advantage of a larger surface than with spherical particles. Although the core particles are selected by filtering through a given mesh size, while the shape is irregular, in the following description the dimensions will be indicated by a radius or diameter indication to indicate the size.

Som vist i fig. 1, er tantalbelegget 1 på kjernen 2 ikke As shown in fig. 1, the tantalum coating 1 on the core 2 is not

av jevn tykkelse, men kan betraktes å ha en midlere tykkelse som angitt ved den stiplete linjen 3, og det er denne midlere tykkelse som er angitt i_det følgende: of uniform thickness, but can be considered to have an average thickness as indicated by the dashed line 3, and it is this average thickness that is indicated in the following:

Tettheten til tantal (dTa) = 16.6. The density of tantalum (dTa) = 16.6.

Tettheten til tantalpentoksyd (d Ta2°n 5) = 8.2. The density of tantalum pentoxide (d Ta2°n 5) = 8.2.

Tettheten til aluminiumoksyd (dA^ Q ) <=> 3,97. The density of aluminum oxide (dA^ Q ) <=> 3.97.

Typisk total tetthet for sammenpresset tantal (d„) = 9.4. Typical total density for compressed tantalum (d„) = 9.4.

Typisk overflatedel som beholdes etter sintring ved 1.450°C Typical surface part retained after sintering at 1,450°C

(a) = 0.57. (a) = 0.57.

Forholdet d„/dm = g har typisk verdi 0.57 for rent tantal The ratio d„/dm = g has a typical value of 0.57 for pure tantalum

ti J.a ten J.a

sintret ved 1.450°C. sintered at 1,450°C.

Dielektrisitetsstyrken til Ta20,- = 17 Å/V som tilsvarer 8.5 Å/V for rent tantal. The dielectric strength of Ta20,- = 17 Å/V which corresponds to 8.5 Å/V for pure tantalum.

Dielektrisitetskonstant Ta2°5 = 28. Dielectric constant Ta2°5 = 28.

For rent tantalpulver (gjennomsnittlig diameterstørrelse på partiklene i cm) For pure tantalum powder (average diameter size of the particles in cm)

Overflate/volumenhet = 3a3/r Surface area/volume unit = 3a3/r

2 2

Overflate/vektenhet (g) = 3a/16.6r cm Surface area/weight unit (g) = 3a/16.6r cm

For en parallell platekondensator gjelder følgende: For a parallel plate capacitor the following applies:

For belagte substrater fås med følgende betegnelser: Coated substrates are available with the following designations:

t = tykkelsen på tantalbelegget t = the thickness of the tantalum coating

d = tettheten til substratet d = density of the substrate

r = radius på substratet r = radius of the substrate

s cs c

Videre fås: Also available:

Med innsatte tallverdier gir dette resultatene som er gitt i tabell 1 nedenfor: With numerical values inserted, this gives the results given in Table 1 below:

Tabell 1 viser hvordan forbruket av tantal og kondensatorens volum varierer med diameteren til partiklene og tantalbeleggets tykkelse. Det sees av verdien på CV produktet/vektenhet av tantal, at substratets diameter eller med andre ord partiklenes diameter har ganske liten innflytelse. Den viktigste faktor for en lønnsom bruk av tantal er beleggets tykkelse, for eksempel vil et belegg på 1 p av tantal på partikler med en diameter på henholdsvis 30 og 2.5 y, gi som resultat 5303 og henholdsvis 8012 yC/g tantal. Med andre ord vil en reduksjon på over 1 størrelsesorden i par-tikkelens diameter bare føre til en 50% økning i den anvendbare overflate/gram tantal. Table 1 shows how the consumption of tantalum and the volume of the capacitor varies with the diameter of the particles and the thickness of the tantalum coating. It can be seen from the value of the CV product/weight unit of tantalum that the diameter of the substrate or in other words the diameter of the particles has quite a small influence. The most important factor for a profitable use of tantalum is the thickness of the coating, for example a coating of 1 p of tantalum on particles with a diameter of 30 and 2.5 y, respectively, will result in 5303 and 8012 yC/g of tantalum respectively. In other words, a reduction of more than 1 order of magnitude in the particle diameter will only lead to a 50% increase in the usable surface area/gram of tantalum.

Størrelsene på partiklene i substratet påvirker imidlertid direkte det totale volum som opptas av kondensatoren og reduk-sjonen fra 30 til 2.5 u i partikkelstørrelsen fører til en tilsvarende reduksjon i uttrykket for volum/10000 yC fra 11.32 til 1.59 mm 3 for 1 y tantalbelegg. Denne virkningen blir mer utpreget jo tynnere tantalbelegget er, for eksempel 0.1 y på 30 y gir However, the sizes of the particles in the substrate directly affect the total volume taken up by the capacitor and the reduction from 30 to 2.5 u in the particle size leads to a corresponding reduction in the expression for volume/10000 yC from 11.32 to 1.59 mm 3 for 1 y of tantalum coating. This effect becomes more pronounced the thinner the tantalum coating is, for example 0.1 y on 30 y gives

3 3 3 3

10.68 mm , mens 0.1 y på 2.5 y gir 0.96 mm . 10.68 mm, while 0.1 y on 2.5 y gives 0.96 mm.

Det er derfor mulig å få en uavhengig optimalisering av kondensatorens fullstendige størrelse (det kompakte volum i relasjon til substratets partikkelstørrelse, fig. 1), og forbruket av tantal (CV produktet/gram tantal i forhold til beleggets tykkelse, fig. 2). It is therefore possible to obtain an independent optimization of the complete size of the capacitor (the compact volume in relation to the particle size of the substrate, fig. 1), and the consumption of tantalum (CV product/gram of tantalum in relation to the thickness of the coating, fig. 2).

Dersom et kjernepulver med diameter på 5 y tas som standard for sammenligning, vil man se at det er nødvendig å benytte en tykkelse på tantalbelegget som er mindre enn 1 y, hvis man skal oppnå noen besparelse. Den ideelle Ønskede tykkelse vil være omkring 0.2 y, som vil gi minst en 4 folds reduksjon i forbruk av tantalmaterialet. Dersom diameteren til substratpartiklene er 10 y, vil volumet/10000 x yC sammenlignet med 5 y tantal bli for-doblet, og derfor vil den lineære økningen i de kompakte dimensjoner bare økes med 2^^, dvs. 1,25 sammenlignet med 1.85 for en diameter på substratpartiklene på 30 y. If a core powder with a diameter of 5 y is taken as a standard for comparison, it will be seen that it is necessary to use a thickness of the tantalum coating that is less than 1 y, if any savings are to be achieved. The ideal desired thickness will be around 0.2 y, which will give at least a 4-fold reduction in consumption of the tantalum material. If the diameter of the substrate particles is 10 y, the volume/10000 x yC compared to 5 y tantalum will be doubled, and therefore the linear increase in the compact dimensions will only be increased by 2^^, i.e. 1.25 compared to 1.85 for a diameter of the substrate particles of 30 y.

Et belegg av tantal på 0.2 y vil være istand til å bli anodisert opp til 2000/8.5 V, dvs. 235 V før laget blir isolert som følge av fullstendig anodisering. Eksperimenter har opp til i dag vist at nominelt tantalbelegg på 0.1 y tykkelse, kan bli anodisert til omkring 108 V før anodekontakten blir kortsluttet på grunn av fullstendig anodisering. Således vil et belegg av tantal med en tykkelse på 0.2 y være brukbart for kondensatorer med en driftspenning på minst opp til 35 V. Hensikten blir selvsagt å benytte den minste tykkelse på tantalbelegget som trenges for å oppnå en forutbestemt spenningsverdi. På denne måten sikres en maksimal utnyttelse av tantal. A coating of tantalum of 0.2 y will be able to be anodized up to 2000/8.5 V, i.e. 235 V before the layer becomes isolated as a result of complete anodization. Experiments to date have shown that nominal tantalum coating of 0.1 y thickness can be anodized to about 108 V before the anode contact is shorted due to complete anodization. Thus, a coating of tantalum with a thickness of 0.2 y will be usable for capacitors with an operating voltage of at least up to 35 V. The purpose will of course be to use the smallest thickness of the tantalum coating that is needed to achieve a predetermined voltage value. In this way, maximum utilization of tantalum is ensured.

Tabell 2 viser den minste påkrevde tykkelse for tantal for Table 2 shows the minimum required thickness for tantalum lining

å frembringe tantalpentoksyd som dielektrikum ved forskjellige to produce tantalum pentoxide as a dielectric at various

spenninger. Dersom det antas at det for å oppnå en tilstrekkelig anodekontakt er nødvendig med en tantaltykkelse på opp til 0,05 v eller 500 Å, så er det mulig å konstruere et belagt pulver for hvert spenningsområde, og tykkelsen til tantalet som gjenstår etter anodiseringen i overensstemmelse med den ønskede spenningskode, vil ikke i noe tilfelle overskride 0.5 y. For kondensatorer til underholdningsutstyr, vil partikkelstørrelsen være mindre kritisk enn for kondensatorer som skal benyttes i profe-sjonelt utstyr. For tiden vil en typisk kondensator for under-holdningsapparater med verdi 1 yF og 35 V, og som gjør bruk av T5/Ta pulver (7000 yC/g), benytte en anode med dimensjoner 1.8 mm lengde og 1.5 mm diameter, og en vekt på 20 mg. tensions. If it is assumed that to achieve a sufficient anode contact a tantalum thickness of up to 0.05 v or 500 Å is required, then it is possible to construct a coated powder for each voltage range, and the thickness of the tantalum remaining after the anodization in accordance with the desired voltage code, will not in any case exceed 0.5 y. For capacitors for entertainment equipment, the particle size will be less critical than for capacitors to be used in professional equipment. Currently, a typical 1 yF and 35 V consumer appliance capacitor using T5/Ta powder (7000 yC/g) will use an anode with dimensions of 1.8 mm length and 1.5 mm diameter, and a weight of 20 mg.

Hvis denne anoden var dobbelt så stor i lineær målestokk, ville den ikke koste merkbart mer i produksjon, men den ville ha fordelen av å være lettere å håndtere. If this anode were twice as large on a linear scale, it would not cost appreciably more to manufacture, but it would have the advantage of being easier to handle.

Utover dette ville bruken av kondensatoren ikke påvirkes av en slik volumøkning. Det er således mulig å benytte større sub-stratpartikler, og derved få fordelene med forbedret manganisering. Beyond this, the use of the condenser would not be affected by such an increase in volume. It is thus possible to use larger substrate particles, thereby obtaining the benefits of improved manganization.

Fig. 4 viser en elektrolytt-kondensator med en anode 1 av et sammenpresset, porøst, anodisert legeme av partikler dekket av ventilmetall, for eksempel tantal, hvor partikkelkjernene er av et ikke-ledende, ikke-brennbart materiale, for eksempel et keramisk materiale som aluminiumoksyd. Tykkelsen på ventilmetallbelegget etter anodisering må bare være tilstrekkelig til å sikre anodekontakt. Denne nødvendige tykkelsen strekker seg fra omkring 10 Å og oppover, slik at det til å begynne med er mulig å benytte et pulver av metallbelagte partikler av ikke-ledende og ikke-brennbart materiale, hvor tykkelsen av belegget med ventilmetall ikke overskrider før 0.5 u, og deretter komprimere og til slutt anodisere dette pulveret i overensstemmelse med den for-ønskede spenningskode på kondensatoren, og likevel oppnå et kontaktbelegg på anoden av ventilmetall, som ligger innen det ovennevnte tykkelsesområde. Fig. 4 shows an electrolytic capacitor with an anode 1 of a compressed, porous, anodized body of particles covered with valve metal, for example tantalum, where the particle cores are of a non-conductive, non-combustible material, for example a ceramic material which aluminum oxide. The thickness of the valve metal coating after anodizing must only be sufficient to ensure anode contact. This required thickness ranges from about 10 Å upwards, so that initially it is possible to use a powder of metal-coated particles of non-conductive and non-combustible material, where the thickness of the coating with valve metal does not exceed 0.5 u, and then compressing and finally anodizing this powder in accordance with the desired voltage code on the capacitor, and still achieving a contact coating on the anode of valve metal, which is within the above thickness range.

Kondensatoren omfatter videre en anodetilførsesledning 2, som er innført i det belagte pulver før dette komprimeres. Katoden omfatter dessuten en kapsel 3, fra hvilken det rager ut en katodetråd 4, og det hele er innkapslet i en hylse 5. The condenser further comprises an anode supply line 2, which is introduced into the coated powder before it is compressed. The cathode also comprises a capsule 3, from which a cathode wire 4 protrudes, and the whole is enclosed in a sleeve 5.

Gjennomslagsprøver er blitt utført på flere kondensatorer med en oppbygning som vist i fig. 4, hvor anoden består av tan-talbelagte aluminiumoksydpartikler, og disse viste seg å være bedre enn alle konvensjonelle tantalkondensatorer. Breakthrough tests have been carried out on several capacitors with a structure as shown in fig. 4, where the anode consists of tantalum-coated aluminum oxide particles, and these proved to be better than all conventional tantalum capacitors.

Med anoden av tantalbelagt aluminiumoksyd, vil ikke gjennom-slagsprosessen være destruktiv, og en feil vil resultere i en 0 åpen krets, i motsetning til kortslutning som vil inntre i kondensatorer som er bygget opp av rent tantal. Videre vil antall gjennomslag, som kan tolereres, av denne grunn økes med minst to størrelsesordener. With the tantalum-coated alumina anode, the breakdown process will not be destructive, and a failure will result in a 0 open circuit, unlike the short circuit that will occur in capacitors built from pure tantalum. Furthermore, the number of penetrations, which can be tolerated, will for this reason be increased by at least two orders of magnitude.

Under testing av 15 V kondensatorer i overensstemmelse med foreliggende oppfinnelse, og med en seriemotstand på 500 Q og en tilført spenning på 60 V, inntraff en åpen kretstilstand etter ca. 70000 til 80000 gjennomslag. Det synes sannsynlig at varmen som utvikles ved et gjennomslag, ødelegger brodannelsen av tantal mellom flere partikler omkring nedbrytningsstedet, og isolerer disse fra resten av kondensatoren. Uttrykket "åpen krets" benyttes her for å indikere en tilstand hvor den aktuelle motstand overskrider 10 g ti ved 15 V likespenning, og med en tilsvarende kapasitet på noen få hundre picofarad. During testing of 15 V capacitors in accordance with the present invention, and with a series resistance of 500 Q and an applied voltage of 60 V, an open circuit condition occurred after approx. 70,000 to 80,000 impressions. It seems likely that the heat developed during a breakdown destroys the bridging of tantalum between several particles around the breakdown site, and isolates these from the rest of the capacitor. The term "open circuit" is used here to indicate a condition where the relevant resistance exceeds 10 g ti at 15 V direct voltage, and with a corresponding capacity of a few hundred picofarads.

Under samme testforhold utholdt en gruppe av konvensjonelle kondensatorer bygget opp for rent tantal, gjennomsnittlig 230 gjennomslag før de nådde kortslutningstilstand. Under the same test conditions, a group of conventional capacitors built for pure tantalum endured an average of 230 breakdowns before reaching a short-circuit condition.

Claims

1. Electrode for an electrolytic capacitor comprising a compressed, porous body of core particles coated with a continuous and dense coating of valve metal selected from the group of tantalum and niobium or an alloy of tantalum and niobium, the cores of the particles, having a rough surface, consisting of a material that is not electrically conductive and is not flammable, preferably a ceramic material and then preferably alumina (aluminium oxide) characterized in that the core particles, which have a distinctly irregular surface, have an average diameter between 2.5 and 30 y, that the thickness of the valve metal coating before the anodization is less than or equal to 0.7 y and is also chosen so that when the anodization process is completed at an anodization voltage which is conventionally determined by the nominal operating voltage of the capacitor, there remains a non-oxidized residue of the valve metal coating with an average thickness which is less than or equal to 0.5 y.

2. Electrode according to claim 1, characterized in that the average thickness of the valve metal coating before the anodization is preferably approx. 0.2y.

3. Powder for the production of an electrode according to claim 1 or 2, which powder consists of non-combustible and electrically non-conductive small particles, preferably of ceramic material, and then preferably of aluminum oxide, with a rough surface, characterized in that the particles have a distinctly irregular shape and are coated with a valve metal coating of an average thickness less than or equal to 0.7 y, which particles have an average diameter between 2.5 y and 30 y.