高压阳极铝箔退火对织构的影响及腐蚀扩面工艺研究

论文摘要

高静电容量的铝电解电容器,是目前广泛应用于电子元件的电容器之一,其静电容量的大小主要由阳极铝箔的电容大小决定,当前主要是通过提高高压阳极铝箔表面积来增加电容。提高阳极铝箔立方织构含量,改善组织结构是获得高比电容的前提条件。优化腐蚀工艺,扩大阳极箔表面积,高压箔比电容会大幅度提高。本论文主要是通过对中间退火工艺和成品再结晶退火工艺的研究,提高高压箔立方织构含量；通过研究直流腐蚀发孔和扩孔,获得高扩面倍率的腐蚀箔。为完全实现高压箔的国产化提供理论和技术支持。采用光学显微镜（OM）、X射线衍射（XRD）、背散射电子衍射（EBSD）、扫描电子显微镜（SEM）,交流阻抗谱（EIS）等分析测试手段,系统研究了高压箔在退火过程中组织和织构的演变,及退火工艺对性能的影响,优化了铝箔退火工艺；研究了腐蚀条件对高压箔腐蚀性能的影响,获得了适合高压箔直流腐蚀的实验参数。实验表明,冷轧板中间退火时,随退火温度的升高,平均晶粒变大,再结晶速率增加。冷轧板在350℃/2h退火后立方织构占有量为20%,组织均匀,变形抗力低,是较合适的中间退火参数。冷轧箔初始织构为S、铜织构和约10%的立方织构时,最终再结晶退火后能得到高强度的立方织构。研究表明,冷轧箔成品再结晶退火立方织构含量与退火温度、加热时间和退火方式有关。延长退火时间,提高退火温度,都有利于立方织构的提高。240℃/1h+540℃/lh退火时,立方织构能达到97%以上,同时力学和腐蚀性能也满足要求。讨论了立方织构演变过程和形成机理,认为立方织构是在不连续再结晶过程中由S和铜型织构演变而来。立方织构形成是定向形核和择优生长的综合结果。腐蚀发孔实验表明：温度对电容影响最大,H2SO4浓度和腐蚀时间影响次之,电流密度影响最小。较好的发孔工艺参数为：腐蚀液1mol/LHCl+2mol/LH2SO4,温度80℃,电流密度0.6A/cm2,时间60s。腐蚀扩孔实验表明：腐蚀液中A13+浓度主要影响蚀孔密度,对腐蚀表面积影响不是很大,ω（Al3+）为1%时比电容较大。随着电流密度的提高,比电容先增大再减小。随着腐蚀时间的延长,比电容在450s时出现极大值,随后降低。较好的扩孔工艺参数为：腐蚀液3.5%HCl+1%Al3+,电流密度0.1A/cm2,腐蚀时间450s,温度75℃。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 图和附表清单
• 1 绪论
• 1.1 研究意义
• 1.2 织构对高压箔性能的影响
• 1.2.1 织构检测与分析
• 1.2.2 高纯铝再结晶织构
• 1.2.3 织构等组织因素与高压箔比电容的关系
• 1.3 高压箔立方织构及性能的影响因素
• 1.3.1 微量元素的影响
• 1.3.2 工艺因素的影响
• 1.3.3 腐蚀工艺的影响
• 1.4 研究内容和技术路线
• 1.4.1 研究内容
• 1.4.2 技术路线
• 2 试验方法及分析手段
• 2.1 试验材料
• 2.2 试验内容
• 2.3 试验分析手段
• 2.3.1 组织形貌分析
• 2.3.2 织构分析
• 2.3.3 力学性能测试
• 2.3.4 极化曲线测量
• 2.3.5 交流阻抗谱（EIS）检测
• 3 高压阳极铝箔冷轧中间退火及织构研究
• 3.1 中间退火工艺研究
• 3.1.1 中间退火工艺对组织的影响
• 3.1.2 中间退火工艺对织构的影响
• 3.1.3 中间退火参数的确定
• 3.2 冷轧箔初始织构对再结晶织构的影响
• 3.2.1 初始织构分析
• 3.2.2 初始织构对立方织构的影响
• 3.3 本章小结
• 4 高压箔成品再结晶退火及织构研究
• 4.1 冷轧箔退火时间对织构的影响
• 4.1.1 不同时间等温退火织构分析
• 4.1.2 冷轧箔退火过程中织构演变
• 4.1.3 立方织构形成机理
• 4.2 冷轧箔退火温度对织构的影响
• 4.3 再结晶退火工艺的确定
• 4.3.1 不同退火工艺织构分析
• 4.3.2 退火工艺与力学性能的关系
• 4.3.3 退火工艺与腐蚀性能的关系
• 4.4 本章小结
• 5 高压箔直流腐蚀扩面研究
• 5.1 腐蚀发孔研究
• 5.1.1 发孔工艺及实验结果
• 5.1.2 发孔主要影响因素
• 5.2 腐蚀扩孔研究
• 5.2.1 扩孔工艺及实验结果
• 5.2.2 扩孔箔电容影响因素
• 5.3 本章小结
• 6 主要结论及展望
• 参考文献
• 致谢
• 个人简历 在学期间发表的学术论文及研究成果