降低高壓化成箔漏電流的方法

張傳超

摘 要：腐蝕箔經(jīng)過(guò)化成后表面會(huì)產(chǎn)生致密的Al2O3絕緣層，在鋁電解電容器中起到絕緣介質(zhì)的作用，為了減少絕緣介質(zhì)的漏電流，可以通過(guò)前處理增加熱處理方式達(dá)到此目的，試驗(yàn)表明在300?600℃溫度范圍熱處理的化成箔有比較好的降低漏電流效果。

關(guān)鍵詞：熱處理；腐蝕箔；Al2O3；漏電流

鋁電解電容器的使用壽命由多種因素決定，除使用過(guò)程中的條件外，最重要的是使用的原材料、制造工藝，陽(yáng)極用化成箔是鋁電解電容器最關(guān)鍵的材料，它影響電容器的容量、體積、漏電、損耗、耐紋波大小、等效阻抗、耐壓、溫度特性等。為了提高鋁電解電容器的使用壽命，就要求其漏電小，損耗小，正常工作的情況下內(nèi)部發(fā)熱小，產(chǎn)生氣體少，才不會(huì)在長(zhǎng)期工作中失效；電容器產(chǎn)生的熱量原因主要兩個(gè)部分：一是電容器漏電流所造成的發(fā)熱U-I漏，二是電容器損耗角在紋波電壓作用下產(chǎn)生的熱量U～Cωtgδ，電容器的有功功率為：

P有= U-I漏+U～Cωtgδ

另外氧化膜致密，疵點(diǎn)少，減少電容器制造過(guò)程和使用過(guò)程中的擊穿，降低電容器的失效因素。

1 試驗(yàn)

1、主要試驗(yàn)儀器和材料：1000V～5A的恒流恒壓直流電源，馬弗爐，腐蝕箔等。

2、腐蝕箔在沸騰純水中煮12分鐘，接著在100℃的馬弗爐內(nèi)處理1.5分鐘，然后在沸騰純水中再煮10分鐘，在100g/L、85℃的硼酸和0.5g/L硼砂混合水溶液中加電，50mA/cm2恒流升壓到750V后恒壓10分鐘，然后取出清洗去極化處理，再在100g/L、85℃的硼酸和0.3g/L硼砂混合水溶液中50mA/cm2恒流升壓到750V后恒壓35分鐘，取出用純水沖洗干凈，在100℃的干燥箱中烘干；然后在熱處理溫度為200、300、400、500、600℃下，處理時(shí)間不變，再分別做5組數(shù)據(jù)，測(cè)試數(shù)據(jù)為表一的1～6。

3、腐蝕箔在沸騰純水中煮12分鐘，然后在100g/L、85℃的硼酸和0.5g/L硼砂混合水溶液中加電，50mA/cm2恒流升壓到750V后恒壓10分鐘，取出清洗去極化處理，再在100g/L、85℃的硼酸和0.3g/L硼砂混合水溶液中50mA/cm2恒流升壓到750V后恒壓35分鐘，取出用純水沖洗干凈，在100℃的干燥箱中烘干；然后沸騰純水處理時(shí)間20、30分鐘，再分別做2組數(shù)據(jù)，測(cè)試數(shù)據(jù)為表一的7～9。

4、腐蝕箔在沸騰純水中煮12分鐘，接著在400℃的馬弗爐內(nèi)處理1.5分鐘，然后在沸騰純水中再煮10分鐘，在100g/L、85℃的硼酸和0.5g/L硼砂混合水溶液中加電，50mA/cm2恒流升壓到750V后恒壓10分鐘，然后取出清洗去極化處理，再在100g/L、85℃的硼酸和0.3g/L硼砂混合水溶液中50mA/cm2恒流升壓到750V后恒壓35分鐘，取出用純水沖洗干凈，在100℃的干燥箱中烘干；然后接著的試驗(yàn)把“在400℃的馬弗爐內(nèi)處理1.5分鐘，然后在沸騰純水中再煮10分鐘”分別重復(fù)1～4次，再做4組數(shù)據(jù)，測(cè)試數(shù)據(jù)為表二的2～5。

2 試驗(yàn)結(jié)果和分析

表一是這次試驗(yàn)的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，實(shí)際試驗(yàn)可分為兩組，一組是有兩次水煮，并且兩次水煮之間有熱處理，另一組是只有一次水煮，沒(méi)有熱處理，只是水煮時(shí)間不同。從數(shù)據(jù)來(lái)看兩組試驗(yàn)的化成箔比容變化不大，化成箔的漏電流差別比較大，并且有熱處理過(guò)程的化成箔漏電流差別很大，300?600℃熱處理后有明顯效果，400℃時(shí)熱處理后的漏電流最小，而沒(méi)有熱處理的3個(gè)試驗(yàn)漏電流比較相近。

表二是再經(jīng)過(guò)不同次數(shù)的熱處理和水煮后的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，再經(jīng)過(guò)3～4次處理化成箔的漏電流會(huì)更小，次數(shù)再多變化不大。

中高壓化成箔在化成之前，都必須進(jìn)行水煮，主要目的是減少后續(xù)化成所需電能，再者也可以適當(dāng)提高化成箔比容，但經(jīng)過(guò)一次水煮就化成，水煮的水合氧化膜在化成中就會(huì)脫水，體積變小，氧化膜就會(huì)產(chǎn)生細(xì)小的裂縫，形成氧化膜中的缺陷，產(chǎn)生較大的漏電流。

如果水煮后接著在適當(dāng)?shù)臏囟认逻M(jìn)行熱處理，可以直接使水合氧化膜脫水，露出裂縫，然后再水煮，使裂縫處的鋁再與水反應(yīng)，這樣反復(fù)幾次，在后續(xù)的化成氧化膜中的缺陷越來(lái)越少，漏電流會(huì)明顯的降低。

300℃以上的熱處理使水合氧化膜就有明顯的脫水效果，數(shù)據(jù)上看400℃最佳，而熱處理溫度600℃時(shí)漏電流又有少許回升，這有可能是鋁的熔點(diǎn)只有660℃，在600℃時(shí)中間的鋁基有了變形，產(chǎn)生了新的缺陷，使化成箔的漏電流回升。

3 結(jié)論

通過(guò)試驗(yàn)結(jié)果分析和化成箔化成過(guò)程中水合后又進(jìn)行熱處理的原理分析，可以得出以下結(jié)論：

1.水合后的腐蝕箔經(jīng)過(guò)熱處理和再水合，然后化成得到的化成箔其漏電流比只進(jìn)行水合就化成的化成箔漏電流明顯要小；

2.熱處理和再水合過(guò)程反復(fù)幾次，漏電流也會(huì)降低；

3.熱處理溫度在300?600℃都有效果，400℃時(shí)效果比較好。

參考文獻(xiàn)

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