微量镓对高压阳极铝箔再结晶织构及腐蚀发孔性能的影响

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阳极铝箔是生产高压铝电解电容器的关键材料,经过多年发展,国产高压阳极铝箔的立方织构占有率已能稳定在95%以上,但其在环保型盐酸-硫酸体系中的电化学腐蚀扩面效果差。为了提高高压铝箔的扩面效果,开发适应于盐酸-硫酸腐蚀体系的铝箔,本文在研究微量Ga对高纯铝电化学性能影响的基础上,利用光学显微镜、扫描电镜和电化学工作站研究了微量Ga对铝箔立方织构强度及腐蚀发孔性能的影响。主要结果如下:(1)微量Ga能提高高纯铝在含氯离子溶液中的电化学活性,即使其含量仅40ppm。500℃退火1h后,相对高纯铝,Al-40ppmGa的开路电位向负电位方向移动约0.1-0.15V、点蚀电位负移约0.12V;但其活化效果不及0.5%Ga,同时受热处理工艺影响。(2)微量Ga不会阻碍强立方织构的形成,即使其含量接近80ppm。Ga含量低于80ppm时,含Ga铝箔的立方织构强度与相同工艺制备的常规铝箔的相当甚至更强;其中,Ga含量为20ppm时,铝箔的立方织构占有率超过95%,此后随Ga含量增加,立方织构占有率有所起伏,但都在90%以上。(3)成品退火后,Ga会在铝箔表面富集,进而提高铝箔对氯离子的敏感性及改善其在HC1-H2SO4体系中的腐蚀发孔性能。相对常规铝箔,在T≈-540℃、t≤2h工艺区间退火的含Ga铝箔的点蚀电位负移至约-0.855V,腐蚀区面积比提高至95%-98%。其中,Ga含量20ppm时,铝箔表面蚀坑众多、孔径适中、分布较均匀;而Ga含量增加至约80ppm时,腐蚀区内局部区域形成粗大蚀坑,铝箔腐蚀发孔性能有所降低。(4)相对国产商用铝箔,自制含Ga铝箔的腐蚀发孔性能得到显著改善。直流电化学腐蚀发孔时,含Ga铝箔的蚀点萌生率高,腐蚀区扩展速率快,直流电蚀仅30s时的腐蚀区面积比已超过75%,而此时国产铝箔的不足10%;120s时含Ga铝箔表面约98%的区域发生腐蚀。若通过碱酸处理预先改善含Ga铝箔表面质量,其腐蚀发孔性能可达到进口商用铝箔的水平。
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