PL110767B1 - Method of pickling aluminium foil for electrolytic condensers - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób trawienia fofUii aluminiowej do kondensatorów elektrolitycz¬ nych.Glówne elementy kondensatora elektrolitycznego stanowia: pas folii anodowej, przekladka papiero¬ wa nasycona elektrolitem oraz pas folii katodo¬ wej. Folia anodowa zawiera 99,00% A/l, posiada ona odpowiednio' rozwinieta (powierzchnie (w wy¬ niku trawienia) oraz naniesiona na nia warstewke tlenku aluminium — dielektryka (w wyniku ano¬ dowego utleniania — formowania). Folie anodowa charakteryzuja glównie dwa parametry: pojem¬ nosc wlasciwa ty/F/cm*) i jakosc zaformowania czyli jakosc warstewki dielektrycznej.Parametr pierwszy swiadczy o jakosci procesu trawienia, natomiast drugi okresila jakosc procesu formowania. Pojemnosc wlasciwa folii przy stalym napieciu formowania uzalezniona jest od stopnia rozwiniecia powierzchni w wyniku procesu trawie¬ nia, parametr ten ma istotne znaczenie z punktu widzenia wielkosci produktu finalnego, jak równiez z punktu widzenia zuzycia materialów. Im wyzsza pojemnosc wlasciwa tyim krótszy pas folii ando- wej niezbedny dla uzyskania nominalnej pojemno¬ sci kondensatora elektrolitycznego. Krótszy pas folii anodowej zas pozwala zmontowac mniejszy kondensator oraz zaoszczedzic cennych materialów.W obecnej dobie znanych jest wiele odmiennych technologii trawienia.Generalnie trawienie realzuje sie metoda elek- 10 19 30 trolityczna w kapielach zawierajacych jony chlor¬ kowe Cl- w podwyzszonej temperaturze. Nalezy równiez podkreslic, ze w zaleznosci od napiecia formowania stosuje sie rózne technologie trawienia.Przykladowo procesy trawienia realizowac mozna w sposób nastepujacy: — trawienie folii niskonapieciowej dk 125 V formowania prowadzi sie metoda elektrolityczna, pradem stalym, w kapieli .stezonego chlorku so¬ dowego —NaCl z dodatkiem jonów siarczanowych, o temperaturze bliskiej wrzenia, — trawienie folii wysokonapieciowej, przezna¬ czonej do formowania na napiecie powyzej 125 V, prowadlzi sie metoda elektrolityczna, prad staly z nalozonym nan pradem zmiennym, kapiel stanowi roztwór chlorku sodowego —(Nad, temperatura ponizej wrzenia kapieli. W wyniku tego rodzaju trawienia po formowaniu na 450 V folia charakte¬ ryzuje sie .pojemnoscia wlasciwa srednio, okolo 0,24 |iF/cma. Znacznie wyzsze 'pojemnosci wlasciwe w przypadku folii wysokonapieciowej uzyskac moz¬ na prowadzac proces trawienia w roztworach kwasu solnego.Stosowanie kwasu solnego jest jednakze niedo¬ godne z wielu wzgledów, chociazby takich jak: niekorzystny wplyw HO na naturalne srodowisko, intensywne parowanie z nieprzyjemnym zapachem, koniecznosc ibuldowy stacji regeneracji i neutrali¬ zacji kwasu solnego, koniecznosc budowy stacja regeneracji i neutralizacji kwasu solnego, koniecz- 110 7673 nosc stosowania materialów odpornych na kwas solny.W mysl niniejszego wynalazku proponuje sie odmienny sposób trawienia folii aluminiowej, szcze¬ gólnie przeznaczonej na wysokie napiecia formo¬ wania. Istota jego jest dwustopniowa realizacja procesu 'trawienia.W pierwszym stopniu procesu prowadz sie tra¬ wienie elektrolityczne, pradem stalym, w kapie¬ lach -zawierajajcych glównie chlorek sodowy o ste¬ zeniu 10—3K%, w temperaturze 70—400°C. Kapiel Irawiajca moze zawierac ponadto dodatki takich jonów jak siarczany, (borany, chromiany itp. Ge¬ stosc ipradowa jest utrzymywana w zakresie 10— 100 A/dhi1, czas trawienia 20^200 sekund.Drugi stopien stanowi trawienie chemiczne lub elektrochemiczne w roztworach zawierajacych jony azotowe. Sa to przykladowo kapiele zawierajace iwas azotowy/ azotan sodowy, potasowy, amono¬ wy itp. Trawienie elektrolityczne prowadzi sie pra¬ dem stalym, w. roztworach wymienionych suibjstan- fcji o stezeniu 0,&—110%^ w temperaturze 70-— 100°C, przy gestosci pradowej1 100—100 A/cm2 i w czasie 2(0—200 sekund. Trawienie chemiczne prowadzi sie w roztworach substancji zawieraja¬ cych jony azotanowe o stezeniu 0v5—&5% w tem¬ peraturze 70—100°C w czasie 3—(15 minut.Ponadto najlepsze rezultaty uzyskiwane sa .pod¬ czas stosowania w trawieniu dwustopnowym fol:i aluminiowej obrabianej termicznie w temperatu¬ rach od 400 do 600°C.Efektem trawienia dwustopniowego jest nastepu¬ jacy sposób roztwarzania metalu. iW pierwszym stopniu w wyniku reakcji elek¬ trochemicznej na powierzchni folii inicjowane sa -wzery, które w trakcie procesu rozwijaja sie w kierunku prostopadlym do- powierzchni metalu, osiagajac dlugosc okolo 20—50 |im. Srednica wze¬ rów wynosi okolo 0,2—0,5 \vm, jest wiec ona zbyt mala dla folii przeznaczonych do formowania wy¬ sokonapieciowego, w trakcie którego generalnie wytwarzane sa warstewki tlenkowe o grubosci okolo 0,6*5 |im. Tlenek aluminium wypelniajacy calkowicie wzery powoduje redukcje stopnia roz¬ winiecia powierzchni uzyskanego w wyniku tra¬ wienia, co przejawia sie w bardzo niskich pojem¬ nosciach wlasciwych rzedu 04 5 jiF/cm*.W drugim stopniu zachodni roztwarzanie metalu w kierunku prostopadlym do tego jaki ma miejsce podczas trawienia w pierwszym stopniu. Wytra¬ wienie folii aiuminioweji w roztworach zawieraja¬ cych jony azotanowe powoduje zwiekszenie sred¬ nicy wzerów (poszerzenie tunelików) do wartosci okolo 2,0—2,5 firn co eliminuje mozliwosc wypel¬ nienia ich tlenkiem w procesie fprmowania.Folia aluminiowa wytrawiona w powyzej przed¬ stawionym, procesie dwustopniowym umozliwia uzyskanie pojemnosci wlasciwych o okolo 30—50% wyzszych niz w konwencjonalnym procesie jedno- stopniowym. Wzrost pojemnosci wlasciwej folii aluminiowej prowadzi do obnizenia zuzycia cen¬ nych materialów skladajacych sie na kondensator elektrolityczny jak równiez do zmniejszenia jego gabarytów co jest niezmiernie istotne w dobie 0 767 , 4 tendencji do miniaturyzacji wszelkiego rodzaju aparatury elektronicznej.Oryginalnosc wynalazku polega na tym, ze wy¬ raznie wyodrebnia -sie dwa stopnie trawienia oraz 5 drugi stopien, to jest trawienie w roztworach zawierajacych jony azotanowe, prowadzi sie meto¬ da chemiczna lub elektrolityczna.Ponadto wynalazek pozwala w sposób zamierzo¬ ny sterowac srednica wytrawionych tunelików i do- 10 stosowac ja do napiec formowania. Do zalet po¬ wyzszego wynalazku nalezy zalilazyc mozliwosc uzy¬ skania znacznie wyzszych pojemnosci wlasciwych niz w procesach dotychczas stosowanych, bez ko¬ niecznosci uzycia roztworów kwasu solnego. 15 Wynalazek zostanie (blizej wyjasniony w poniz¬ szych przykladach wykonania..Przyklad I. Folie aluminiowa wyzarzona w mozliwie najwyzszej temperaturze przez okolo 5 h, 20 trawiono elektrolitycznie pradem stalym o 20P/o roztworze chlorku sodowego o temperaturze nieco ponizej wrzenia. Elektrolit trawiacy zawieral po¬ nadto 5% dodatek siarczanu sodowego. Gestosc pradu utrzymywano w zakresie 50—60 A/dm1, 25 czas trawienia wynosil 55 sekund. Nastepnie folie zanurzono do 10% roztworu kwasu azotowego na czas okolo 10 min. Po formowaniu lalboratoryjnym przy napieciu 450 V uzyskano pojemnosc wlasciwa 0,34 nF/cm*. 30 Przyklad II. Folie aluminiowa wyzarzana sw sposób podany w przykladzie I wytrawiono elek¬ trolitycznie, pradem stalym w 20% roztworze chlor¬ ku sodowego o temperaturze nieco ponizej wrze- 31 nia. Gestosc pradu utrzymywano w zakresie 50^- 60 A/dm", czas trawienia wynosil 55 sekund. Na¬ stepnie folia byla trawiona elektrolitycznie w 2% roztworze azotanu sodowego o temperaturze nieco ponizej wrzenia. Gestosc pradowa wynosila 40 40 A/ldma, czas trawienia 80 sekund. Po formowa¬ niu lalboratoryjnym przy napieciu 450 V uzyiskano .pojemnosc wlasciwa 0,35 ^iF/cm2.Zastrzezenia patentowe 45 1. Sposób trawienia folii aluminiowej przezna¬ czonej na anody kondensatorów elektrolitycznych aluminiowych, glpwnie wysokonapieciowych, zna¬ mienny tym, ze folie po uprzednim wyzarzaniu w 50 temperaturze 40-0—600°C, poddaje sie wytrawianiu w procesie dwustopniowymi, przy czym pierwszy stopien jest procesem elektrochemicznym z udzia¬ lem jonów chlorkowych, a drugi stopien jest pro¬ cesem chemicznym lub elektrochemicznym z udzia- 55 lem jonów azotanowych, 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze trawienie wedlug stopnia pierwszego prowadzi sie na drodze elektrochemicznej w roztworach chlor¬ ku sodowego o stezeniu 10—30%, w temperaturze w 70^-<100oC, przy gestosci pradu 10—rtOO A/dm* i w czasie 20^200 sekund. 3. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze trawienie wedlug stopnia drugiego prowadzi sie na drodze de!ktrochemdcznej w roztworach kwasu ge azotowego lub jego soli takiioh jak azotan sodowy,110 767 5 6 potasowy, amonowy o stezeniu 0,5—10%, w tem¬ peraturze 70—100°C, przy gestosci pradowej 10— 100 A/dm* i w czasie 20—200 .sekund. 4. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze trawienie wedlug stopnia drugiego prowadzi sie na drodze chemicznej w roztworach kwasu azoto¬ wego o stezeniu 0,5—25%, w temperaturze 70— 100°C i w czasie 3—15 minut. PL

Claims (4)

1. Zastrzezenia patentowe 45 1. Sposób trawienia folii aluminiowej przezna¬ czonej na anody kondensatorów elektrolitycznych aluminiowych, glpwnie wysokonapieciowych, zna¬ mienny tym, ze folie po uprzednim wyzarzaniu w 50 temperaturze 40-0—600°C, poddaje sie wytrawianiu w procesie dwustopniowymi, przy czym pierwszy stopien jest procesem elektrochemicznym z udzia¬ lem jonów chlorkowych, a drugi stopien jest pro¬ cesem chemicznym lub elektrochemicznym z udzia- 55 lem jonów azotanowych,
2. 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze trawienie wedlug stopnia pierwszego prowadzi sie na drodze elektrochemicznej w roztworach chlor¬ ku sodowego o stezeniu 10—30%, w temperaturze w 70^-<100oC, przy gestosci pradu 10—rtOO A/dm* i w czasie 20^200 sekund.
3. 3. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze trawienie wedlug stopnia drugiego prowadzi sie na drodze de!ktrochemdcznej w roztworach kwasu ge azotowego lub jego soli takiioh jak azotan sodowy,110 767 5 6 potasowy, amonowy o stezeniu 0,5—10%, w tem¬ peraturze 70—100°C, przy gestosci pradowej 10— 100 A/dm* i w czasie 20—200 .sekund.
4. 4. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze trawienie wedlug stopnia drugiego prowadzi sie na drodze chemicznej w roztworach kwasu azoto¬ wego o stezeniu 0,5—25%, w temperaturze 70— 100°C i w czasie 3—15 minut. PL