被覆アルミニウムコイルの原料は工業用の高純度アルミニウムコイルであり、その純度は99.93%(質量分率)以上であることが要求されます。 中でも、被覆アルミニウムコイル中のAlの質量分率は99.99%以上であることが要求される。 工業用高純度アルミニウムの不純物元素には、Fe、Si、Cu、Mg、Zn、Mn、Ni、Tiなどが含まれますが、主な不純物元素はFe、Si、Cuです。 高純度アルミニウムの純度は、その回収温度に影響を与える可能性があります。 アニーリングプロセス中に、不純物元素の固溶原子が亜粒界に分布し、粒界の移動が妨げられるため、立方晶系結晶粒の成長に影響を及ぼし、電解コンデンサの性能に影響を及ぼします。 現在、電解コンデンサ用アルミニウムコイルのFe、Si、Cuの含有量を低くするとともに、他の不純物元素の含有量を厳しく管理することが国際的な傾向となっています。
(1) Feの影響。
Fe は高純度アルミニウム中で最も有害な不純物元素です。 その含有量と分布形状は、コーティングされたアルミニウム コイルの性能に影響を与える可能性があります。 Fe は通常、高純度アルミニウムコイル中に固溶体の形で存在します。 Fe 含有量が増加すると、立方晶構造含有量が減少します。 Fe の不均一な分布は、アルミニウム コイルの粒子の粗大化、不均一な腐食、および電気的特性の劣化につながります。 Fe の含有量と比較して、Fe の存在と分布は、コーティングされたアルミニウム コイルの性能に大きな影響を与えます。 FeのAlへの溶解度は極めて小さい。 異なる温度では、Fe は Al に可溶ですが、FeAl3 や FeAl などの粒子の形で偏析または沈殿することもあります。6.
より多くのFeがAIマトリックスに固体として溶解すると、焼鈍プロセス中に大角度の粒界の移動が妨げられ、立方晶構造の形成と成長が阻害され、再結晶温度が上昇して、 R テクスチャを使用すると、立方体テクスチャ構造の内容が減ります。 FeがFeAl₂とFeAlの形で析出する場合6化合物が含まれると、腐食したアルミニウムコイルの性能が低下します。
高純度アルミニウム中に Fe がどのような状態で存在しても、アルミニウム コイルの焼鈍プロセス中の立方晶構造の形成や成長、およびアルミニウム コイルの腐食には影響を及ぼさないことがわかります。 そのため、製造会社は被覆アルミニウムコイルの製造工程においてFe含有量を厳しく管理しています。
(2)Siの影響。
高純度アルミニウム中の Si 不純物の主な原因は、耐火物からの汚染です。 Si 不純物は Fe 不純物よりも制御が困難です。 過剰なＳｉ含有量は、立方晶集合組織の成長に影響を及ぼし、過剰溶解しやすくなり、また、アルミニウムの再結晶中に粗大粒を引き起こす。 Ｓｉは、Ｆｅに比べてＡｌへの溶解度が大きく、主に固溶して存在する。 固溶体析出能力は Fe に比べて弱く、立方晶集合組織の形成過程への悪影響は Fe に比べてはるかに小さいです。
SiとFeは、高純度アルミニウム中に共存すると、互いの存在状態に影響を与える可能性があります。 高純度アルミニウムに Si を添加すると、Fe のバルク拡散速度が増加し、Fe の過飽和固溶状態と FeAl3 の分散状態が変化し、立方晶構造の形成と成長が促進されます。 アルミニウムコイルの性能に及ぼすSiの影響は、SiとFeの含有率にも関係します。
Feの含有量が低く、SiおよびFeの含有量が相対的に多い場合、アルミニウムコイルの静電容量は増加します。 Fe含有量が(10～20)×10以内の場合-6、SiとFeの含有比は、アルミニウムコイルの静電容量にさらに大きな影響を与えます。 Fe含有量が30×10を超える場合-6、静電容量には明らかな影響はありません。
Si含有量が高すぎると、過剰なSiによって形成されるAl-Fe-Si三元化合物はAlよりも高い電位を持ち、腐食形成中にAlマトリックスの溶解を促進しません。 Si含有量が500×10を超える場合-6、アルミニウムコイルの形成時間が長くなり、その継続的な増加によりアルミニウムコイルの比静電容量が減少します。 したがって、コーティングされたアルミニウムコイルのSi含有量は、一般に30x10未満に制御する必要があります。-6.
（３）Ｃｕの影響。
研究の結果、Cu含有量が少なすぎるとアルミニウムコイルの耐食性が低下し、Cu含有量が多すぎると過剰な腐食が発生しやすくなることが判明しました。 高純度アルミニウム中のCu含有量が増加すると、アルミニウムコイルの静電容量を増加させることができます。 Cu含有量が(27~30)×10に達すると-6、Cu含有量の増加により、アルミニウムコイルの比静電容量が減少します。 梅澤 篤志 ほか は、高純度アルミニウムの再結晶集合組織の進展を研究し、高純度アルミニウムコイルのCu含有量が50倍10-6の場合、焼鈍後の再結晶集合組織中の立方晶組織含有量はCuを含まないことを発見しました。 時間は 2 倍、しかし {123} はありません<634>Rテクスチャが見つかりました。 Cu 含有量が低く、粒子成長温度が高いと、高純度アルミニウム コイルの立方晶組織含有量が増加します。 一定量の Cu は、アルミニウム コイルの腐食形成プロセス中に気孔率を増加させ、アルミニウム コイルの比静電容量を増加させる可能性があります。 したがって、国内外のメーカーは一般に、アルミニウムコイルの比静電容量を高めるために、高純度アルミニウムに一定量のCuを添加します。 高純度アルミニウムコイル中のCu含有量が高いと、被覆アルミニウムコイルの作動電解液中にマイクロ電池が形成されやすくなり、誘電体の酸化皮膜を破壊し、コンデンサの性能を低下させます。 したがって、高純度アルミニウムコイルのCu含有量は一般に60x10未満に制御する必要があります。-6.
(4) 他の微量元素の影響。
アルミニウムコイル中の他の主な微量元素には、Mg、Be、Pb、Sn、Ni、Tiなどが含まれます。これらの固溶微量元素はアルミニウムの転位の近くに偏析しやすく、その後の圧延におけるアルミニウムコイルの結晶化に影響を与えます。そしてアニーリングプロセス。 これは格子の形成、結晶粒径、立方体組織の形成、漏れ電流、腐食プロセスに重要な影響を及ぼし、最終的にはコンデンサの性能に影響を与えるため、その含有量は厳密に管理される必要があります。
Mgが多すぎると、アルミニウムの核生成速度と核生成速度が低下し、立方体組織の形成と発達に役立ちません。 これらの微量元素は、アルミニウム コイル内に常にモノマーの形で存在するとは限りません。 条件が変化すると、他の微量元素や AI とさまざまな種類の化合物が形成され、固溶体や沈殿が形成されます。 さまざまな形状のアルミニウム コイル中の微量元素の存在を研究することにより、アルミニウム コイル内の微量元素の含有量を効果的に制御できます。 Mgの存在は、アルミニウムコイルの腐食トンネルの横方向の発達を引き起こし、アルミニウムコイルの表面の腐食組織の剥離を促進する可能性があり、比静電容量の向上には役立ちません。 同時に、適切な量の希土類およびBeを添加することにより、高純度アルミニウムコイルにおける立方体組織の形成に対するFeの阻害効果を低減し、立方体組織の形成および成長を促進し、それによって立方体組織含有量を増加させることができる。
現時点では、微量元素の含有量を制御するより良い方法は次のとおりです。高純度アルミニウムに微量の希土類 (Y) を添加すると、アルミニウム コイルの変形組織成分の相対強度が変化します。 Beの添加量を減らすと、完成した箔の立体的な質感を高めることができます。 構造的な強度。 レアアースおよび Be の Al への溶解度は極めて小さく、Fe などの微量不純物と一連の化合物を形成する可能性があります。 沈殿後、マトリックスを精製することができ、マトリックス中の Fe 濃度が減少し、アルミニウム コイルの立方体組織に対する不純物の悪影響が排除されます。 希土類の含有量が増加すると、黄銅の配向密度が増加し、S 集合組織成分が減少し、それに応じて完成した焼鈍箔の立方晶集合組織含有量が減少します。 レアアース含有量が 0.003% の場合、Pb2+ の標準電極電位は AI+3 よりも大幅に高くなります。 高純度アルミニウムコイルに Pb を添加すると、粒子と腐食ピットの数が効果的に増加し、アルミニウムコイル表面の腐食に有益となり、アルミニウムコイルの有効表面積が増加します。 Pb 含有量が増加すると、完成したアルミニウム コイルの立方体組織含有量は徐々に減少します。 Pb含有量が0.3x10に達すると-6、高純度アルミニウムコイルは最大の比静電容量を得ることができます。 アルミニウムコイル中の微量のPbはアルミニウムコイルの表面に集中し、表面に腐食細孔を引き起こし、それによって比静電容量を増加させますが、アルミニウムコイルの強い立体的な質感には影響を与えません。 したがって、微量の Pb を添加すると、従来の鉛フリー アルミニウム コイルの性能を向上させることができます。 重要な技術的手段。 しかし、鉛は発がん性物質です。 Mao Weimin らは、Pb の代わりに Sn を使用することを研究し、良好な結果を達成しました。
高純度アルミコイルのSn含有量が20×10未満の場合-6、アニールされたアルミニウムコイルの立方晶組織含有量は 95% 以上に達する可能性がありますが、Sn 含有量が 20x10 を超えると、-6、アルミニウムコイルの立方体テクスチャ含有量が減少します。 。 アルミニウム コイルの比静電容量に対する Sn 含有量の影響は Pb の影響と同様であるため、Pb を代替して環境汚染を軽減できます。
被覆アルミニウムコイルの製造工程では、個々の微量元素の含有量が制限されるだけでなく、他の微量元素の総量も厳密に管理される必要があります。 コーティングされたアルミニウム コイルの全体的な性能への悪影響を避けるために、コーティングされたアルミニウム コイル中の他の微量元素の含有量は通常 10x10 以内に制御される必要があります。-6.
